特開 2024-44424 運動案内装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024044424

(43)【公開日】2024-04-02

(54)【発明の名称】運動案内装置

(51)【国際特許分類】

   F16C 29/06 20060101AFI20240326BHJP

【ＦＩ】

F16C29/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022149930

(22)【出願日】2022-09-21

(71)【出願人】

【識別番号】390029805

【氏名又は名称】ＴＨＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100112140

【弁理士】

【氏名又は名称】塩島 利之

(74)【代理人】

【識別番号】100119297

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 正男

(72)【発明者】

【氏名】林 勇樹

【テーマコード（参考）】

3J104

【Ｆターム（参考）】

3J104AA03

3J104AA23

3J104AA34

3J104AA65

3J104AA69

3J104AA74

3J104AA76

3J104BA06

3J104BA22

3J104DA06

3J104DA12

3J104DA20

(57)【要約】

【課題】転動体の動きを良好にし、ブロックの循環溝の耐久性を向上させることができる運動案内装置を提供する。
【解決手段】運動案内装置１は、転動溝７を有する軌道部材２と、軌道部材２の転動溝７に対向する転動溝８、戻し溝９、ターン溝１０を含む循環溝５を有するブロック４と、循環溝５に配置される複数の転動体３と、を備える。ブロック４のターン溝１０と軌道部材２の転動溝７とで転動体３を挟み込みながら転動体３を掬う。ブロック４には、ターン溝１０の一部と戻し溝９を塞ぐ蓋部材１１が取り付けられる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

転動溝を有する軌道部材と、
前記軌道部材の転動溝に対向する転動溝、戻し溝、ターン溝を含む循環溝を有するブロックと、
前記循環溝に配置される複数の転動体と、を備え、
前記ブロックの前記ターン溝と前記軌道部材の転動溝とで前記転動体を挟み込みながら前記転動体を掬い、
前記ブロックには、前記ターン溝の一部と前記戻し溝を塞ぐ蓋部材が取り付けられる運動案内装置。

【請求項2】

前記蓋部材が、少なくとも前記ターン溝の前記戻し溝側の端部からターン頂点までの範囲を塞ぐことを特徴とする請求項１に記載の運動案内装置。

【請求項3】

前記蓋部材には、前記軌道部材の長手方向視において湾曲し、前記ターン溝の一部を塞ぐ湾曲面が形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の運動案内装置。

【請求項4】

前記ターン溝には、前記ターン溝の開口に向かって溝幅を狭くするアンダーカット部が形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の運動案内装置。

【請求項5】

前記ブロックは、前記軌道部材の上面に対向し、前記戻し溝が形成されるウェブ部と、前記軌道部材の側面に対向し、前記転動溝が形成される袖部と、を有し、
前記ウェブ部の下面に前記蓋部材が取り付けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の運動案内装置。

【請求項6】

前記蓋部材は、板状であることを特徴とする請求項５に記載の運動案内装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、軌道部材とブロックを備える運動案内装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から軌道部材とブロックを備えるリニアガイドと呼ばれる運動案内装置が知られている。出願人は、運動案内装置の一種として、ブロックに転動溝、戻し溝、ターン溝を含む循環溝を形成した運動案内装置を提案している（特許文献１参照）。この運動案内装置によれば、ブロックに循環溝を形成することにより、転動体を循環させることができるので、ブロックの製造が容易になるという効果を奏する。

【0003】

特許文献１に記載の運動案内装置において、軌道部材には、転動溝が形成される。ブロックには、転動溝、戻し溝、ターン溝を含む循環溝が形成される。循環溝には、複数の転動体が配置される。軌道部材に対してブロックを相対移動させると、転動体が軌道部材の転動溝とブロックの転動溝との間を転がる。軌道部材の転動溝とブロックの転動溝との間を転がった転動体は、ブロックのターン溝に入り、ターン溝を移動した後、ブロックの戻し溝に入る。その後、転動体はブロックの戻し溝を転動溝とは反対方向に移動し、もう一つのターン溝に入り、もう一つのターン溝を移動した後、再び軌道部材の転動溝とブロックの転動溝との間に入る。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】国際公開ＷＯ２００８／０３８６７４号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、特許文献１に記載の運動案装置においては、ブロックに循環溝が形成されており、循環溝全域で転動体が軌道部材と接触する構造になっている。上述のように、戻し溝での転動体の進行方向は、転動溝での転動体の進行方向と反転する。戻し溝では、転動体は軌道部材と逆走する。このため、動きの悪化や循環溝の早期劣化の要因となるおそれがある。

【0006】

以下に転動体の逆走を説明する。ブロックを固定し、軌道部材が動くと仮定すると、ブロックの転動溝では、転動体は回転しながら軌道部材と同じ方向に動く。一方、ブロックの戻し溝では、転動体は後続の転動体に押されながら軌道部材の進行方向と逆方向に移動する。このため、戻し溝では、転動体が軌道部材と逆走する。なお、実際には、軌道部材を固定し、ブロックが動く場合が多い。この場合でも、軌道部材に対するブロックの移動が相対的なものであると考えると、同様に考えることができる。

【0007】

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、転動体の動きを良好にし、ブロックの循環溝の耐久性を向上させることができる運動案内装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、転動溝を有する軌道部材と、前記軌道部材の転動溝に対向する転動溝、戻し溝、ターン溝を含む循環溝を有するブロックと、前記循環溝に配置される複数の転動体と、を備え、前記ブロックの前記ターン溝と前記軌道部材の転動溝とで前記転動体を挟み込みながら前記転動体を掬い、前記ブロックには、前記ターン溝の一部と前記戻し溝を塞ぐ蓋部材が取り付けられる運動案内装置である。

【発明の効果】

【0009】

本発明の一態様によれば、転動体の掬始め部などの循環に必要な部分は残しつつ、転動体が逆走していた範囲を蓋部材によって塞ぐので、転動体の動きを良好にし、ブロックの循環溝の耐久性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態の運動案内装置の斜視図である。

【図2】本実施形態の運動案内装置の正面図である。

【図3】図３（ａ）は本実施形態の運動案内装置の平面図であり、図３（ｂ）は側面図である。

【図4】本実施形態のブロックの分解斜視図である。

【図5】本実施形態の蓋部材の斜視図である。

【図6】本実施形態のブロックのターン溝の断面形状の変化を示す図である。

【図7】本実施形態のブロックの循環溝の模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態の運動案内装置を詳細に説明する。ただし、本発明の運動案内装置は種々の形態で具体化することができ、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は、本発明の一実施形態の運動案内装置１の斜視図を示す。図２は、本実施形態の運動案内装置１の正面図を示す。

【0013】

図１に示すように、本実施形態の運動案内装置１は、軌道部材２と、ブロック４と、を備えるリニアガイドである。軌道部材２は、レールである。ブロック４は、軌道部材２に長手方向に相対移動可能に組み付けられる。ブロック４には、循環溝５が形成される。循環溝５には、ボール、ローラ等の複数の転動体３が配置される。

【0014】

なお、以下では説明の便宜上、水平面に取り付けた軌道部材２を長手方向から見たときの方向、すなわち図１の上下、左右、前後の方向を用いて、運動案内装置１の構成を説明する。もちろん、運動案内装置１の配置はこれに限られるものではなく、軌道部材２を垂直面に取り付けてもよいし、運動案内装置１を上下反転させてもよい。

【0015】

軌道部材２は、上面２ａ、左右一対の側面２ｂ、底面２ｃを有する。軌道部材２の側面２ｂには、長手方向に沿って転動溝７が形成される。転動溝７は、直線状に延びる。転動溝７の条数は、２条、４条等である。軌道部材２の上面２ａには、軌道部材２をベースに取り付けるための複数の取付け穴６が形成される。

【0016】

図２に示すように、転動溝７は、ブロック４に向かって開口する溝であり、その深さは転動体３の半径よりも浅い。転動溝７の断面形状は、ゴシックアーチ形状である。転動溝７の断面形状は、サーキュラーアーク形状でもよい。軌道部材２の転動溝７よりも上側の側面には、下側の側面１２よりも側方に突出する凸部１３が形成される。凸部１３は、転動溝７に連続し、側方に向かって凸の円弧状である。

【0017】

ブロック４は、断面略Ｕ字状であり、軌道部材２を跨るように配置される。ブロック４は、軌道部材２の上面２ａに対向するウェブ部４ａと、軌道部材２の側面２ｂに対向する左右一対の袖部４ｂと、を有する。

【0018】

図１に示すように、ブロック４には、転動溝８、戻し溝９、ターン溝１０を含む循環溝５が形成される。ブロック４は、単一構造体である。ブロック４は、転動溝８と戻し溝９とが形成される中央部とターン溝１０が形成される端部に分割されてもよい。

【0019】

図３（ａ）は、本実施形態の運動案内装置１の平面図を示し、図３（ｂ）は、側面図を示す。ブロック４の袖部４ｂには、軌道部材２の転動溝７に対向する転動溝８が形成される。転動溝８は、直線状に延びる。ブロック４のウェブ部４ａには、戻し溝９が形成される。戻し溝９は、転動溝８と平行であり、直線状に延びる。転動溝８と戻し溝９には、ターン溝１０が接続される。ターン溝１０は、転動体３の進行方向を反転させる役割を持つ。図３（ａ）に示す平面視においても図３（ｂ）に示す側面視においても、ターン溝１０は屈曲しており、ターン溝１０は３次元的に屈曲する。図３（ａ）（ｂ）の一点鎖線は、転動体３の軌道を示す。転動体３を前後方向の最も端部に位置させるのが、ターン溝１０のターン頂点Ｐである。転動体３はターン頂点Ｐを境に前後方向の進行方向を反転する。

【0020】

図２に示すように、軌道部材２の長手方向視において、ターン溝１０は、例えば円弧と直線を組み合わせたＪ字状である。ターン溝１０は、単一の円弧状でもよい。

【0021】

図４は、ブロック４の分解斜視図を示す。上述のように、ブロック４の袖部４ｂには、転動溝８が形成される。転動溝８は、軌道部材２に向かって開口する溝であり、その深さは転動体３の半径よりも浅い。転動溝８の断面形状は、ゴシックアーチ形状である。転動溝８の断面形状は、サーキュラーアーク形状でもよい。

【0022】

上述のように、ブロック４のウェブ部４ａには、戻し溝９が形成される。戻し溝９は、軌道部材２に向かって開口する溝であり、その深さは転動溝８の直径よりも深い。ブロック４の袖部４ｂとウェブ部４ａの角部には、ターン溝１０が形成される。ターン溝１０は、軌道部材２に向かって開口する溝であり、その深さは転動溝８側から戻し溝９側に向かって徐々に深くなる。

【0023】

ブロック４のウェブ部４ａの下面には、蓋部材１１が取り付けられる。蓋部材１１は、戻し溝９を塞ぐと共に、ターン溝１０の一部を塞ぐ。図２に示すように、蓋部材１１は、ブロック４のウェブ部４ａの下面と軌道部材２の上面２ａとの間に配置される。蓋部材１１と軌道部材２との間には、軌道部材２に対する蓋部材１１の移動を許容する隙間ｇが空く。

【0024】

図５に示すように、蓋部材１１は、板状である。蓋部材１１の上面の中央部には、平坦面１１ａが形成される。蓋部材１１の幅方向の両端の角部には、湾曲面１１ｂが形成される。図２に示すように、蓋部材１１は、少なくともターン溝１０の戻し溝９側の端部Ｑからターン頂点Ｐ（図３（ａ）も参照）までの範囲を塞ぐ。蓋部材１１の平坦面１１ａが、戻し溝９を塞ぐと共に、ターン溝１０の直線部を塞ぐ。蓋部材１１の湾曲面１１ｂが、ターン溝１０の円弧部を塞ぐ。

【0025】

図２に示すように、軌道部材２の長手方向視において、蓋部材１１の湾曲面１１ｂは円弧状である。蓋部材１１の湾曲面１１ｂの円弧の半径Ｒ２と軌道部材２の凸部１３の円弧の半径Ｒ１は等しい。Ｒ１とＲ２は異なってもよい。

【0026】

図５に示すように、蓋部材１１は、長手方向において断面形状が一定であり、単一構造体である。蓋部材１１には、ブロック４に取り付けるための取付け穴１１ｃが形成される。なお、蓋部材１１にブロック４に位置決めするための位置決めピン、ボス、位置決め穴等を設けてもよい。また、蓋部材１１は、２以上に分割されてもよい。蓋部材１１の断面形状を例えば四角形にし、ターン溝１０に対向する部分に湾曲面を有する溝を形成してもよい。

【0027】

図６は、ブロック４のターン溝１０の断面形状の変化を示す。図６（ａ）は図３（ｂ）のａ－ａ線断面図を示し、ターン溝１０のターン開始点を示す。図６（ｂ）は図３（ｂ）のｂ－ｂ線断面図を示し、図６（ｃ）は図３（ｂ）のｃ－ｃ線断面図を示し、図６（ｄ）は図３（ｂ）のｄ－ｄ線断面図を示す。

【0028】

図６（ａ）～（ｄ）に示すように、ターン溝１０と軌道部材２の転動溝７とで転動体３を挟み込みながら転動体３を掬う。すなわち、ブロック４の転動溝８を移動した転動体３は、図６（ａ）に示すターン開始点に到る。ターン開始点に到った転動体３は、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、軌道部材２の転動溝７とブロック４のターン溝１０との間に挟み込まれながら掬われる。この実施形態では、転動体３の軌道を右上方に変化させる。

【0029】

図６（ｂ）及び図６（ｃ）に示すように、転動体３は、軌道部材２の転動溝７とブロック４のターン溝１０との間に挟み込まれながら軌道部材２の転動溝７を乗り越える。図６（ｄ）に示すように、軌道部材２の転動溝７を乗り越えた転動体３は、軌道部材２の凸部１３とブロック４のターン溝１０に挟み込まれながら図６（ｄ）の上方に移動する。

【0030】

軌道部材２よりも上方に移動した転動体３は、軌道部材２とブロック４による挟み込みが解除される。転動体３は後続の転動体３に押されながら蓋部材１１で塞がれたターン溝１０に入る。

【0031】

図６（ａ）～（ｄ）に示すように、ターン溝１０の深さは、転動溝８側から戻し溝９側に向かって徐々に深くなる。ターン溝１０の深さは、ターン頂点Ｐにおいて、転動体３の直径以上になる。

【0032】

図６（ａ）～（ｄ）に示すように、ターン溝１０には、ターン溝１０の開口に向かって溝幅を狭くするアンダーカット部Ｕが形成される。アンダーカット部Ｕは、ターン溝１０の壁面に形成された凸部である。

【0033】

図７は、ブロック４の循環溝５の模式図を示す。８は転動溝、９は戻し溝、１０はターン溝である。転動溝８では、転動体３は軌道部材２の転動溝７とブロック４の転動溝８との間で挟まれて圧縮される。このため、軌道部材２に対してブロック４を相対移動させると、転動体３が軌道部材２の転動溝７とブロック４の転動溝８との間を転がる。ブロック４の転動溝８の一端まで移動した転動体３は、ブロック４のターン溝１０に入る。

【0034】

ターン溝１０では、上述のように、転動体３は、軌道部材２の転動溝７とブロック４の転動溝８に挟み込まれながら掬われ、軌道部材２の転動溝７を乗り越え、蓋部材１１で塞がれたターン溝１０に入る。ターン溝１０を移動した転動体３は、後続の転動体３に押されながら、ブロック４の戻し溝９に入る。

【0035】

戻し溝９では、転動体３は、後続の転動体３に押されながら転動溝８における進行方向と反対方向に移動する。戻し溝９を移動した転動体３は、もう一つのターン溝１０に入り、もう一つのターン溝１０を移動した後、再び軌道部材２の転動溝７とブロック４の転動溝８との間に入る。

【0036】

図７の斜線部分は、蓋部材１１が循環溝５を塞ぐ範囲を示す。蓋部材１１は、戻し溝９と少なくともターン溝１０の戻し溝９側の端部Ｑからターン頂点Ｐまでの範囲を塞ぐ。この範囲は、転動体３が逆走する範囲である。転動体３が逆走する範囲を蓋部材１１によって塞ぐことで、転動体３の動きを良好にし、ブロック４の循環溝５の耐久性を向上させることができる。

【0037】

一方、蓋部材１１は、転動体３の掬始め部（ターン溝１０の転動溝８側の端部Ｒの近傍）は塞がない。転動体３の掬始め部では、転動体３の進行方向と軌道部材２の相対移動方向が一致していて、転動体３の循環が軌道部材２によってアシストされるからである。

【0038】

以上に本実施形態の運動案内装置１の構成と効果を説明した。本実施形態の運動案内装置１によればさらに以下の効果を奏する。

【0039】

蓋部材１１にターン溝１０の一部を塞ぐ湾曲面１１ｂを形成するので、３次元的に屈曲するターン溝１０を蓋部材１１によって塞ぐことができる。

【0040】

ターン溝１０にターン溝１０の開口に向かって溝幅を狭くするアンダーカット部Ｕを形成するので、転動体３のターン溝１０の内周側への遊びが小さくなり、転動体３がターン溝１０を円滑に移動する。これを詳述するに、図２に示すように、ターン溝１０の内周側には、蓋部材１１と軌道部材２との間に隙間ｇが存在する。ターン溝１０にアンダーカット部Ｕを形成することで、転動体３のターン溝１０の内周側への遊び量が小さくなるし、転動体３は遠心力によってターン溝１０の外周側に押し付けられる。このため、転動体３がターン溝１０の内周側の隙間ｇに沿って移動するのを抑制できる。

【0041】

ブロック４のウェブ部４ａの下面に蓋部材１１を取り付けるので、転動体３が逆走する範囲を効果的に塞ぐことができる。

【0042】

蓋部材１１が板状であるので、蓋部材１１の製造が容易である。

【0043】

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他の実施形態に具現化できる。

【0044】

上記実施形態では、総転動体の例を説明したが、転動体間にスペーサを介在させてもよい。

【0045】

上記実施形態では、軌道部材に断面略Ｕ字状のブロックが跨るアウターブロック式のリニアガイドの例を説明したが、断面略Ｕ字状のアウターレール内にインナーブロックが配置されるインナーブロック式のリニアガイドでもよい。

【0046】

上記実施形態では、運動案内装置がリニアガイドの例を説明したが、運動案内装置はボールスプラインでもよい。

【符号の説明】

【0047】

１…運動案内装置、２…軌道部材、３…転動体、４…ブロック、４ａ…ウェブ部、４ｂ…袖部、５…循環溝、７…軌道部材の転動溝、８…ブロックの転動溝、９…戻し溝、１０…ターン溝、１１…蓋部材、１１ｂ…蓋部材の湾曲面、Ｐ…ターン頂点、Ｑ…ターン溝の戻し溝側の端部、Ｒ…ターン溝の転動溝側の端部、Ｕ…アンダーカット部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】