JP4294167B2

JP4294167B2 - 直線・曲線自在案内装置及び曲線案内装置

Info

Publication number: JP4294167B2
Application number: JP16255799A
Authority: JP
Inventors: 英一道岡; 廣昭望月
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 1999-06-09
Filing date: 1999-06-09
Publication date: 2009-07-08
Anticipated expiration: 2019-06-09
Also published as: JP2000346065A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、種々の工作機械や工業用ロボット、あるいは部品搬送システム等のスライド部において、可動体たる目的物を直線部及び曲線部が混在した搬送経路上で案内することができる直線・曲線自在案内装置、更には曲線部のみで構成される搬送経路に沿って案内することが可能な曲線案内装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、工場内における製造ライン等においては、各加工工程を一直線状に配置できれば問題ないのだが、工場内における機械の設置スペースや各加工工程における加工内容によっては、加工対象物たる物品の搬送方向を隣接する二つの加工工程の間で変更しなければならない場合がある。この場合、一般的にはパレットチェンジャーを利用する等して、物品の搬送方向の変更が行われているが、パレットチェンジャーの設置スペースや設置コストが必要になるといった不都合があった。
【０００３】
一方、パレットチェンジャーを使用せずに物品の搬送方向を変更する手段としては、物品を直線及び曲線が混在した軌跡に沿って連続的に案内することが可能な直線・曲線自在案内装置（特開昭６３−２９３３１９号公報、特開平６−５０３３３号公報）や、円環状の軌跡に沿って連続的に案内することが可能な曲線案内装置（特開昭６３−１８６０２８号公報）が従来から知られている。
【０００４】
これらの直線・曲線自在案内装置又は曲線案内装置は、いずれも、長手方向に沿ってボールの転走溝が形成された軌道レールと、この軌道レールを跨ぐようにして配設されると共に、上記軌道レールの各転走溝に対向する負荷転走溝並びにこの負荷転走溝を含むボールの無限循環路が形成されたスライダと、このスライダの無限循環路内を転動すると共に、上記軌道レールの転走溝とスライダの負荷転走溝との間で荷重を負荷する多数のボールとから構成されており、ボールの転動に応じて上記スライダが軌道レールに沿って自在に移動し得るように構成されている。
【０００５】
そして、前者の直線・曲線自在案内装置においては、スライダの負荷転走溝が直線状に形成された直線負荷域と、軌道レールの曲率に合わせて円弧状に形成された曲線負荷域とに区分して形成されており、軌道レールの直線部分においては直線負荷域を転走するボールによって、曲線部分においては曲線負荷域を転走するボールによって、スライダに作用する荷重を夫々負荷するように構成されている。その結果、軌道レール内に直線部と曲線部とが混在する場合であっても、スライダが軌道レールに沿って直線部及び曲線部を連続的に移動し得るようになっている。
【０００６】
また、後者の曲線案内装置においては、軌道レールが所定曲率の円弧状に形成される一方、スライダの負荷転走溝が軌道レールの曲率に合わせた円弧状に形成されており、スライダの負荷転走溝と軌道レールの転走溝との間に介在する全てのボールが該スライダに作用する荷重を負荷しながら転走し、それによってスライダが軌道レールに沿った曲線運動をなし得るように構成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これら従来の直線・曲線自在案内装置及び曲線案内装置においては、スライダの負荷転走溝を軌道レールの曲率に合わせて円弧状に形成することにより、かかるスライダが軌道レールの曲線部を移動し得るように構成されていたので、上記負荷転走溝は軌道レールの曲率に応じて加工する必要があり、従来から多数生産されて市場に出回っている直線案内装置のスライダをそのまま転用することもできず、生産コストが嵩むという問題点があった。また、軌道レールの曲率毎に異なったスライダが必要となることから、スライダの加工や製品管理に手間が掛かるといった問題点もあった。
【０００８】
更に、スライダの負荷転走溝を円弧状に加工する場合、曲線部の曲がり方向は一方向にのみ限定され、環状には物品を搬送し得るものの、曲がり方向の異なる互いに異なる二つの曲線部を含む軌跡、例えばＳ字状の軌跡等に沿っては物品を搬送することができないといった問題点があった。
【０００９】
一方、製造ライン中の各加工工程の間においては物品を搬送することができれば問題なく、軌道レールの曲線部においては余り大きな荷重負荷能力は必要とされないと考えられるが、各加工工程の中では物品に作用する加工力を案内装置によって確実に受け止める必要が生じ、軌道レールの直線部においては曲線部よりも大きな荷重負荷能力が要求される。しかしながら、前述した従来の直線・曲線案内装置においては、スライダに形成された負荷転走溝を直線負荷域と直線負荷域とに区分して形成しているので、軌道レールの直線部における荷重負荷能力が低減してしまい。物品に作用する加工力等を十分に負荷し得ないといった欠点があった。
【００１０】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、直線案内装置のスライダをそのまま転用することが可能であると共に、軌道レールの曲率毎に異なったスライダを必要とせず、従来に比較して低コストで生産することが可能な直線・曲線自在案内装置及び曲線案内装置を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、軌道レールが互いに異なる方向へ曲がる二つの曲線部を有する場合であっても、かかる軌道レールに沿ってスライダがこれら曲線部を連続的に移動することが可能であり、更には、軌道レール内に直線部及び曲線部が混在する場合であっても、軌道レールの直線部における荷重負荷能力を犠牲にすることなくスライダが直線部及び曲線部の間を連続的に移動することが可能な直線・曲線自在案内装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の直線・曲線自在案内装置は、直線部及び所定の曲率半径で円弧状に形成された曲線部を含むと共に、両側面の長手方向に沿ってボールの転走溝が夫々形成された軌道レールと、断面略サドル状に形成され上記軌道レールを跨ぐようにして配設されると共に、上記軌道レールの各転走溝に対向する負荷転走溝並びにこの負荷転走溝を含むボールの無限循環路が形成されたスライダと、このスライダの無限循環路内を転動すると共に、上記軌道レールの転走溝とスライダの負荷転走溝との間で荷重を負荷する多数のボールとを備え、上記スライダに具備された各負荷転走溝は直線状に形成される一方、上記曲線部の軌道レールの幅寸法が直線部のそれよりも小さく設定されていることを特徴とするものである。
【００１３】
このような本発明の直線・曲線案内装置によれば、スライダに具備された負荷転走溝は軌道レールの曲線部の曲率に対応した円弧状に形成されておらず、軌道レールの直線部の転走溝に対応した直線状に形成されている。しかし、本発明においては、軌道レールの曲線部の幅寸法は直線部のそれよりも小さく設定されているので、軌道レールの転走溝が円弧状、スライダの負荷転走溝が直線状であっても、かかるスライダは軌道レールの曲線部に係合することができ、この曲線部に沿って自在に移動することが可能となる。
【００１４】
スライダが軌道レールの曲線部を移動している際、ボールは軌道レールの長手方向に沿って形成された円弧状の転走溝とスライダに形成された直線状の負荷転走溝との間に挟み込まれ、荷重を負荷しながら上記負荷転走溝を転動する。従って、各負荷転走溝を同時に転走する多数のボールは、その一部のみが軌道レールの転走溝とスライダの負荷転走溝との間で荷重を負荷することになる。
【００１５】
そして、このような本発明の直線・曲線自在案内装置によれば、スライダに具備された負荷転走溝は円弧状ではなく直線状に形成されていることから、直線案内装置のスライダをそのまま転用して使用することが可能であり、また、軌道レールの曲率に合わせて負荷転走溝を円弧状に加工する手間も不要となる。従って、極めて低コストで直線・曲線案内装置を提供することが可能となる。また、直線状に形成された負荷転走溝は何ら方向性を有していないことから、軌道レール内に互いに曲がり方向の異なる二つの曲線部が混在する場合であっても、スライダはこれら曲線部を連続して移動し得るものである。
【００１６】
更に、このような本発明の直線・曲線自在案内装置によれば、軌道レールの直線部ではスライダの負荷転走溝を転走する全てのボールが軌道レールの転走溝に当接するので、一部のボールのみが当接している曲線部の如くスライダの荷重負荷能力が損なわれることもなく、スライダに対して大きな荷重が作用した場合であっても、これを十分に負荷することができるものである。
【００１７】
このような本発明において、軌道レール側のボールの転走溝が該軌道レールの側面に形成されている限りにおいては、スライダの負荷転走溝を転走する一列のボールが同時に軌道レール側の円弧状転走溝に接触することはないため、かかる転走溝は何ら特別な加工を施すことなく従来の曲線案内装置の転走溝と同様に形成すればよく、また、軌道レールの側面とそこに形成された円弧状の転走溝は同時に研削することが可能なため、かかる軌道レールを簡単に製作することが可能である。しかし、軌道レールの上面に上向きの転走溝を形成する場合は、かかる転走溝に対して特別な加工が必要とされる。すなわち、軌道レール側の上向き転走溝と対向するスライダ側の下向き負荷転走溝が直線状に形成されることから、かかる上向き転走溝はスライダの下向き負荷転走溝を転走する一列のボールが同時に接触し得る幅寸法に形成する必要がある。
【００１８】
一方、本発明の直線・曲線案内装置においては、スライダが軌道レールの直線部及び曲線部を自在に移動し得ることから、かかる軌道レールを曲線部のみで構成しても、スライダは円環状の軌道レールに沿って自在に移動することが可能である。すなわち、本発明の直線・曲線自在案内装置は軌道レールの曲線部のみに着目すれば、曲線案内装置として把握することができる。
【００１９】
また、前述のように本発明の直線・曲線自在案内装置では軌道レールの直線部の幅寸法と曲線部の幅寸法とが相違することから、軌道レールの直線部と曲線部とを連結する中間レールを設け、軌道レールの幅寸法がこの中間レールにおいて連続的に変化するように構成するのが好ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明を詳細に説明する。
図１は本発明を適用した直線・曲線自在案内装置の第１実施例を示すものである。同図において、符号１はベッド等の固定部に配設される軌道レール、符号２は上記軌道レール１に沿って自在に移動可能なスライダである。そして、かかる軌道レール１は、直線状に形成された直線案内レール１Ａと、所定の曲率で円弧状に形成された曲線案内レール１Ｂと、これら直線案内レール１Ａと曲線案内レール１Ｂとを連結する中間レール１Ｃとから構成されており、上記スライダ２がこれらレール１Ａ，１Ｂ，１Ｃ上を制限なく自在に移動し得るようになっている。
【００２１】
図２は直線案内レール１Ａとこれに組み付けられたスライダ２を示す斜視図、図３はこれを直線案内レール１Ａの軸方向から見た正面断面図である。上記直線案内レール１Ａは断面略矩形状に形成されており、ボール３が転走するボール転走溝１０ａ，１０ｂが長手方向に沿って計４条形成されている。これらボール転走溝１０ａ，１０ｂは直線案内レール１の両側面及び上面の両縁部に形成されており、両側面に位置するボール転走溝１０ａは図２の紙面左右方向から３０°下向きに形成される一方、上面のボール転走溝１０ｂは垂直方向上向きに形成されている。また、直線案内レール１Ａにはその長手方向に適宜間隔をおいてボルト取付孔１１が形成されており、直線案内レール１Ａはこのボルト取付孔１１に挿入される図示外の固定ボルトによって固定部に固定される。
【００２２】
一方、上記スライダ２は、テーブル等の可動体の取付面４１及び当該可動体の固定ボルトが螺合するタップ孔４２を有する移動ブロック４と、この移動ブロック４の前後両端面に対して固定される一対の蓋体５，５とから構成されており、かかる蓋体５を移動ブロック４に固定することで当該スライダ内にボール３の無限循環路が具備されるようになっている。また、上記蓋体５には軌道レール１に摺接するシール部材６が取り付けられており、軌道レール１に付着している塵芥等がスライダ２の移動に伴って当該スライダ２内に侵入するのを防止している。
【００２３】
先ず、上記移動ブロック４は取付面４１が形成された水平部４ａ及びこの水平部４ａから垂れ下がる一対のスカート部４ｂ，４ｂを備えて断面略サドル状に形成されており、これら水平部４ａの下面側及び各スカート部４ｂの内面側には直線案内レール１Ａのボール転走溝１０ａ，１０ｂに対向する４条の負荷転走溝４３ａ，４３ｂが直線状に形成されている。また、上記水平部４ａ及び各スカート部４ｂには各負荷転走溝４３ａ，４３ｂに夫々対応したボール戻し孔４４ａ，４４ｂが形成されており、蓋体５に形成されたＵ字状の方向転換路によって各負荷転走溝４３ａ，４３ｂとこれに対応するボール戻し孔４４ａ，４４ｂとが連結され、ボールの無限循環路が形成されるようになっている。
【００２４】
これにより、直線案内レール１Ａのボール転走溝１０ａ，１０ｂと移動ブロック４の負荷転走溝４３ａ，４３ｂとの間で荷重を負荷していたボール３は、スライダ２の移動に伴って上記負荷転走溝４３ａ，４３ｂを転走し終えると上記荷重から開放されて一方の蓋体５の方向転換路に入り込み、そのままの無負荷状態で負荷転走溝４３ａ，４３ｂにおける転走方向とは逆方向へ向かって移動ブロック４のボール戻し孔４４ａ，４４ｂを転走する。また、ボール戻し孔４４ａ，４４ｂを転走し終えたボール３は他方の蓋体５の方向転換路５１を介して再度直線案内レール１Ａと移動ブロック４との間に入り込み、荷重を負荷しながら上記負荷転走溝４３ａ，４３ｂを転走する。
【００２５】
また、上記移動ブロック４の各袖部４ｂの下端並びに水平部４ａの下面には夫々ボール保持プレート４５，４６が取り付けられている。このボール保持プレート４５，４６は金属板のプレス成形や硬質合成樹脂の射出成形等により成形され、軌道レール１からスライダ３を取り外した際に各ボール転走溝４１を転走するボール２がスライダ３から脱落するのを防止している。
【００２６】
図４は、上記スライダ２が直線案内レール１Ａに沿って移動している際の、ボール３の転走状態及び循環状態を示すものであり、直線案内レール１Ａの両側面に形成された転走溝１０ａを転走するボール３について描かれている。尚、直線案内レール１Ａの上面に形成された転走溝１０ｂを転走するボール３についても、これと略同じ転走状態及び循環状態である。
【００２７】
前述の通り、移動ブロック４の前後両端面に固定される一対の蓋体５には上記負荷転走溝４３ａ，４３ｂに対応した方向転換路５１が夫々形成されており、かかる蓋体５を移動ブロック４に固定することにより、図示の如くスライダ２がボール３の無限循環路を具備するようになっている。ここで、転走溝１０ａ，１０ｂは直線案内レール１Ａの長手方向に沿って一直線状に形成されており、また、かかる転走溝１０ａ，１０ｂに対向するスライダ２の負荷転走溝４３ａ，４３ｂも直線状に形成されていることから、図４に示すように、負荷転走溝４３ａ，４３ｂを同時に転走する全てのボール３は直線案内レール１Ａの転走溝１０ａ，１０ｂにも接している。すなわち、スライダ２が直線案内レール１Ａに沿って移動している最中は、軌道レール１側の転走溝１０ａ，１０ｂとスライダ４側の負荷転走溝４３ａ，４３ｂとの間で荷重を負荷せずに遊んでしまうボール３がなく、スライダ２に対して大きな荷重が作用した場合であっても、かかる荷重を確実に受け止めてスライダ２を円滑に移動させることができるものである。
【００２８】
一方、図５は曲線案内レール１Ｂとこれに組み付けられたスライダ２を示す正面断面図である。かかる曲線案内レール１Ｂは上記直線案内レールと略同じ断面形状に形成されると共に長手方向には所定の曲率Ｒを有する円弧状に形成されており、その両側面には直線案内レール１Ａの両側面に形成された転走溝１０ａと連続する転走溝１２ａが形成される一方、上面には直線案内レール１Ａの上面に形成された転走溝１０ｂと連続する転走溝１２ｂが形成されている。
【００２９】
但し、曲線案内レール１Ｂは所定の曲率で形成されていることから、かかる曲線案内レール１Ｂの幅寸法Ｌ₂を直線案内レール１Ａの幅寸法Ｌ₁と同一に設定した場合には、曲線案内レール１Ｂの内径側の側面がスライダ２のスカート部４ｂや蓋体５と干渉してしまう懸念がある。このため、曲線案内レール１Ｂの幅寸法Ｌ₂は直線案内レール１Ａの幅寸法Ｌ₁よりも小さく設定されている。比較のため、図５中には一点鎖線で直線案内レール１Ａの断面を描いてあるが、曲線案内レール１Ｂの幅寸法をＬ₂を直線案内レール１Ａの幅寸法Ｌ₁よりも小さく形成するに当たっては、図５に示すように曲線案内レール１Ｂの内径側の側面のみを研削するようにしても良いし、図１６に示すように、内径側及び外径側の両側面を研削するようにしても良い。
【００３０】
図６は、上記スライダ２が曲線案内レール１Ｂに沿って移動している際の、ボール３の転走状態及び循環状態を示すものであり、曲線案内レール１Ｂの両側面に形成された転走溝１２ａを転走するボール３について描かれている。転走溝１２ａは曲線案内レール１Ｂの長手方向に沿って円弧状に形成される一方、かかる転走溝１２ａに対向するスライダ２の負荷転走溝４３ａは直線状に形成されていることから、図６に示すように、曲線案内レール１Ｂの内径側においては、負荷転走溝４３ａの両端近傍を転走するボール３のみが転走溝１２ａに当接する一方、かかる曲線案内レール１Ｂの外径側においては負荷転走溝４３ａの略中央を転走するボールのみが転走溝１２ａに当接している。すなわち、スライダ２が曲線案内レール１Ｂに沿って移動している最中は、スライダ２の負荷転走溝４３ａを転走するボール３はその一部のみが荷重を負荷しており、その他のボール３は荷重を負荷することなく遊んでいる。曲線案内レール１Ｂの曲率によっては、負荷転走溝４３ａを転走する全てのボール３が曲線案内レール１Ｂの転走溝１２ａに当接している場合も想定されるが、かかる場合であっても、一部のボール３は荷重を殆ど負荷することなく遊んでいる。尚、このように曲線案内レール１Ｂの転走溝１２ａに当接せずに遊んでしまうボール３が発生しても、スライダ２にはボール保持プレート４６が取り付けられていることから、かかるボール３が負荷転走溝４３ａと転走溝12との間から抜け落ちてしまうことはない。
【００３１】
一方、図７はスライダ２の水平部４ａに形成された負荷転走溝４３ｂにおけるボール３の転走状態を示すものであり、曲線案内レール１Ｂの上からスライダ２を透視して観察した様子を示している。ここで、スライダ２の負荷転走溝４３ｂは直線状に形成される一方、これに対向する曲線案内レール１Ｂの転走溝１２ｂは円弧状に形成されていることから、かかる転走溝１２ｂを曲線案内レールの側面に形成された転走溝１２ａや上記負荷転走溝４３ｂと同一の幅寸法に形成した場合には、スライダ２側の負荷転走溝４３ｂを転走するボールのうち、一部は転走溝１２ｂの内部に当接する一方、その他は転走溝１２ｂからはみ出して曲線案内レール１Ｂの上面に当接することとなり、ボール３をスライダ２の無限循環路内で円滑に循環させることが不可能となってしまう。
【００３２】
このため、曲線案内レール１Ｂの上面に形成された転走溝１２ｂは負荷転走溝４３ｂを転走する全てのボール３が同時に当接し得るよう、図７に示す如く、かかる負荷転走溝４３ｂよりも大きな溝幅ｄに形成されている。図８は、スライダ２側の負荷転走溝４３ｂと曲線案内レール１Ｂ側の転走溝１２ｂとの間におけるボール３の接触状態を示した拡大図である。図中の実線は図７の断面α−αにおける接触状態を、一点鎖線は断面β−βにおける接触状態を夫々示している。転走溝１２ｂは負荷転走溝４３ｂよりも幅広く形成されており、しかも図８の紙面左右方向に曲率を有する円弧状に形成されていることから、ボール３は直線状の負荷転走溝４３ｂを転走するにつれ、転走溝１２ｂに対する接触位置が左右に変化することになるが、常にスライダと曲線案内レールとの間で荷重を負荷しながら負荷転走溝４３ｂを転走することになる。
【００３３】
このように本実施例の直線・曲線自在案内装置では、曲線案内レール１Ｂの幅寸法を直線案内レール１Ａのそれよりも小さく設定すると共に、これら軌道レール１の上面にボール３の転走溝が必要とされる場合には、曲線案内レール１Ｂの上面における転走溝１２ｂの幅のみをスライダ２側の負荷転走溝４３ｂの幅よりも大きく形成することにより、スライダ２は従来の直線案内装置の構造のまま、かかるスライダ２を直線案内レール１Ａ及び曲線案内レール１Ｂの間で自由に往来させることができるものである。
【００３４】
但し、スライダ２が曲線案内レール１Ｂに沿って移動する際には、かかる曲線案内レール１Ｂの側面の転走溝１２ａに当接するボール３の数が、直線案内レール１Ａの側面の転走溝１０ａに当接するボール３の数よりも減少することから、軌道レール１の曲線部におけるスライダ２の荷重負荷能力が低下することは否めないが、直線部における荷重負荷能力が曲線部のために犠牲になることはなく、直線部においてはスライダ２に対して大きな荷重が作用した場合であっても、これを十二分に負荷することが可能となる。
【００３５】
そして、このような本実施例の直線・曲線自在案内装置によれば、スライダ２の負荷転走溝４３ａ，４３ｂは直線状に形成されており、何ら方向性を具備していないことから、曲線案内レール１Ｂの曲がり方向が左右いずれの方向であっても、スライダ２は障害なく曲線案内レール１Ｂに沿って移動することが可能となる。このため、図９に示すように、曲がり方向の互いに異なる二つの曲線案内レール１Ｂを組み合わせて構成したＳ字状の軌道レール１に沿ってスライダ２を自在に移動させることも可能となる。また、連続する軌道レール１内に存在する曲線案内レール１Ｂは全て同じ曲率で円弧状に形成されている必要はなく、曲率の異なる曲線レールを組み合わせた場合であっても、スライダを自在に移動させることが可能である。
【００３６】
更に、図１０に示すように、一定の曲率で形成された曲線案内レール１Ｂを二つのレール片１６, １７に切断した後、一方のレール片１７を１８０°回転させてから他方のレール片１６と組み合わせ、これによってＳ字状の軌道レール１を形成した場合であっても、かかる軌道レール１に沿ってスライダ２を自在に移動させることが可能である。
【００３７】
次に、図１１は、直線案内レール１Ａと曲線案内レール１Ｂとを連結する中間レール１Ｃを示すものである。この中間レール１Ｃを用いずとも、直線案内レール１Ａと曲線案内レール１Ｂとを連結して軌道レール１を構成することは可能であるが、前述の如く、曲線案内レール１Ｂの幅寸法は直線案内レール１Ａの幅寸法よりも小さく設定されており、しかも曲線案内レール１Ｂの転走溝１２ｂは直線案内レール１Ａの転走溝１０ｂよりも幅広く形成されていることから、曲線案内レール１Ｂと直線案内レール１Ａとを直接連結したのでは、これらレールの間においてスライダ２の円滑な移動が若干損なわれる可能性がある。このため、本実施例では直線案内レール１Ａと曲線案内レール１Ｂとの間に中間レール１Ｃを介在させ、スライダ２が直線案内レール１Ａと曲線案内レール１Ｂとの間で円滑に受け渡しされるように構成している。
【００３８】
かかる中間レール１Ｃは直線案内レール１Ａと略同じ断面形状で直線状に形成されており、直線案内レール１Ａの転走溝１０ａ，１０ｂ、曲線案内レール１Ｂの転走溝１２ａ，１２ｂと夫々連続するボール転走溝が形成されている。曲線案内レール１Ｂの幅寸法は直線案内レール１Ａの幅寸法よりも小さく設定されていることから、かかる曲線案内レール１Ｂの内径側の側面に連続する中間レール１Ｃの側面１４は、図１２に一点鎖線で示すように、曲線案内レール１Ｂ側の端部において斜めに切りかかれており、直線案内レール１Ａ側から曲線案内レール１Ｂ側にかけて幅寸法が徐々に小さくなるように構成されている。これにより、直線案内レール１Ａの側面に形成された転走溝１０ａが曲線案内レール１Ｂの側面に形成された転走溝１２ａに段差なく連続し、ボールが転走溝１０ａと転走溝１２ａとの間を円滑に転走することができるようになっている。
【００３９】
また、図１１に示すように、中間レール１Ｃの上面には直線案内レール１Ａの転走溝１０ｂ、曲線案内レール１Ｂの転走溝１２ｂと連続するボール転走溝１３ｂが形成されているが、図１２及び図１３に示すように、かかるボール転走溝１３ｂは曲線案内レール１Ｂ側の端部において徐々にその幅寸法が広くなるように形成されており、幅寸法が互いに異なる転走溝１０ｂと転走溝１２ｂとを段差なく連結している。これにより、曲線案内レールの転走溝１２ｂを転走してきたボールが、かかる転走溝１２ｂよりも幅の狭い直線案内レールの転走溝１０ｂに転がり込む際に引っ掛かりを生じることがなく、スライダを軌道レールの曲線部から直線部へ円滑に移動させることができるようになっている。
【００４０】
次に、図１４は本発明を適用した直線・曲線自在案内装置の第２実施例を示すものである。同図において、符号７は軌道レール、符号８はスライダであり、これら軌道レール７及びスライダ８の基本的構造は前述の第１実施例と略同一である。但し、軌道レール７のボール転走溝７１ａ，７１ｂは該軌道レール７の両側面に上下２条ずつ形成されており、上側のボール転走溝７１ａは４５°の傾斜角度で上向きに、下側のボール転走溝７１ｂは４５°の傾斜角度で下向きに形成されている。また、スライダ８の負荷転走溝８１ａ，８１ｂもこれらボール転走溝７１ａ，７１ｂに対応した角度で形成されている。
【００４１】
この図１４は軌道レール７の直線部、すなわち直線案内レール７Ａにスライダ８が組み付けられた状態を示すものであるが、この直線案内レール７Ａに連続する曲線案内レール７Ｂは前記第１実施例と同様に、その幅寸法が直線案内レール７Ａよりも小さく設定されている。図１５は曲線案内レール７Ｂの正面断面図に直線案内レール７Ａの輪郭を重ねて描いたものであり、図中の一点鎖線が直線案内レール７Ａの輪郭を示している。
【００４２】
そして、このように構成された第２実施例の直線・曲線自在案内装置においても、第１実施例と同様、曲線案内レール７Ｂの幅寸法を直線案内レール７Ａのそれよりも小さく設定することにより、スライダ８は直線案内レール７Ａ及び曲線案内レール７Ｂの間を自由に往来することができるものである。
【００４３】
前記実施例では、本発明を適用した直線・曲線自在案内装置について説明してきたが、上記曲線案内レールを組み合わせて円環状の軌道レールを構成しても、上記スライダはこの軌道レールに沿って自在に移動可能であり、曲線案内装置を簡単に構成することができる。従って、ここでは本発明の曲線案内装置についてはその詳細な説明は省略する。
【００４４】
また、本発明ではスライダ２に具備された負荷転走溝４３ａ，４３ｂは直線状に形成されていることから、既存の直線案内装置のスライダをそのまま活用して直線・曲線自在案内装置を製作することも可能となり、前記実施例では曲線案内レール１Ｂの幅寸法を直線案内レール１Ａのそれに比して減じることにより、直線案内装置のスライダがそのまま曲線案内レール１Ｂに沿って移動し得るように構成した。しかし、曲線案内レール１Ｂの曲率によっては、かかる曲線案内レール１Ｂの幅寸法のサイズダウンのみでは対応することができず、スライダ２のスカート部４ｂや蓋体５と曲線案内レール１Ｂとが干渉を生じてしまう場合もある。従って、かかる場合には、軌道レール１の長手方向に沿ったスライダ２の長さ寸法を短くし、それによって曲線案内レール１Ｂとスライダ２との干渉を防止するのが有効である。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明の直線・曲線自在案内装置及び曲線案内装置によれば、スライダに具備された負荷転走溝は円弧状ではなく直線状に形成すれば足りるので、従来より市場に多数出回っている直線案内装置のスライダをそのまま転用することができると共に、かかる負荷転走溝を軌道レールの曲率に合わせて加工する必要がないので、簡易に且つ安価にこれを生産することができるものである。
【００４６】
また、スライダに具備された負荷転走溝は何ら方向性を有していないことから、軌道レールが互いに異なる方向へ曲がる二つの曲線部を有する場合であっても、かかる軌道レールに沿ってスライダがこれら曲線部を連続的に移動することが可能となり、例えばＳ字状の軌跡等、直線及び曲線を組み合わせた自由度の高い軌跡に沿って物品を自在に案内することが可能となる。
【００４７】
更に、スライダに具備された負荷転走溝は直線状に形成されていることから、軌道レールの直線部においてはスライダの負荷転走溝を転走する全てのボールが軌道レールに当接して荷重を負荷するので、かかる直線部においては十二分な荷重負荷能力をスライダに与えることができ、軌道レール内に直線部及び曲線部が混在する場合であっても、軌道レールの直線部における荷重負荷能力を犠牲にすることなくスライダが直線部及び曲線部の間を連続的に移動することが可能ことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の直線・曲線自在案内装置の第１実施例を示す平面図である。
【図２】第１実施例に係るスライダ及び直線案内レールを示す斜視図である。
【図３】第１実施例に係るスライダが直線案内レールに組み付けられた状態を示す正面断面図である。
【図４】第１実施例に係るスライダが直線案内レールに沿って移動している際のボールの転走状態及び循環状態を示す平面断面図である。
【図５】第１実施例に係るスライダが曲線案内レールに組み付けられた状態を示す正面断面図である。
【図６】第１実施例に係るスライダが曲線案内レールに沿って移動している際のボールの転走状態及び循環状態を示す平面断面図である。
【図７】曲線案内レールの上面に形成した転走溝におけるボールの転走状態を示す平面図である。
【図８】曲線案内レールの上面に形成した転走溝とスライダの負荷転走溝との間におけるボールの転走状態を示す拡大断面図である。
【図９】第１実施例に係る直線案内レール及び曲線案内レールを組み合わせて構成することが可能な直線・曲線自在案内装置の一例を示す平面図である。
【図１０】曲線案内レールを二分することによって形成したＳ字状レールを示す平面図である。
【図１１】第１実施例に係る中間レールを示す平面図である。
【図１２】図１０のＡ部を示す拡大平面図である。
【図１３】図１０のＢ部を示す拡大平面図である。
【図１４】第２実施例に係る直線・曲線自在案内装置を示す正面断面図である。
【図１５】第２実施例に係る曲線案内レールの要部を示した拡大断面図である。
【図１６】曲線案内レールを両側面から研削して所定の幅寸法に仕上げた状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１…軌道レール、１Ａ…直線案内レール、１Ｂ…曲線案内レール、１Ｃ…中間レール、２…スライダ、３…ボール、１０ａ，１０ｂ…転走溝、４３ａ，４３ｂ…負荷転走溝

Claims

直線部及び所定の曲率半径で円弧状に形成された曲線部を含むと共に、両側面の長手方向に沿ってボールの転走溝が夫々形成された軌道レールと、断面略サドル状に形成され上記軌道レールを跨ぐようにして配設されると共に、上記軌道レールの各転走溝に対向する負荷転走溝並びにこの負荷転走溝を含むボールの無限循環路が形成されたスライダと、このスライダの無限循環路内を転動すると共に、上記軌道レールの転走溝とスライダの負荷転走溝との間で荷重を負荷する多数のボールとを備えた直線・曲線自在案内装置において、
上記スライダに具備された各負荷転走溝は直線状に形成される一方、
上記曲線部の軌道レールの幅寸法が直線部のそれよりも小さく設定され、
上記スライダが軌道レールの曲線部を移動する際、ボールは軌道レールの長手方向に沿って形成された円弧状の転走溝とスライダに具備された直線状の負荷転走溝との間で荷重を負荷することを特徴とする直線・曲線自在案内装置。
上記スライダが軌道レールの曲線部を移動する際、かかるスライダの各負荷転走溝を転走する多数のボールは、その一部のボールのみが軌道レールの転走溝とスライダの負荷転走溝との間で荷重を負荷していることを特徴とする請求項１記載の直線・曲線自在案内装置。
上記軌道レールの上面には長手方向に沿ってボールの上向き転走溝が形成される一方、上記スライダには軌道レールの上面と対向するボールの下向き負荷転走溝が直線状に形成され、
上記軌道レールの曲線部における上向き転走溝は、スライダの下向き負荷転走溝を転走する全てのボールが同時に接触し得る幅に形成されていることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の直線・曲線自在案内装置。
上記軌道レールは、曲がり方向の互いに異なる二つの曲線部を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の直線・曲線自在案内装置。
上記軌道レールは、直線部を構成する直線案内レールと、曲線部を構成する曲線案内レールとを組み合わせて構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の直線・曲線自在案内装置。
上記軌道レールは、上記直線案内レールと曲線案内レールとを連結する中間レールを含み、この中間レールは直線案内レール側の端部から曲線案内レール側の端部にかけて、幅寸法が連続的に変化していることを特徴とする請求項５記載の直線・曲線自在案内装置。
所定の曲率半径で円弧状に形成されると共に、両側面の長手方向に沿ってボールの転走溝が夫々形成された曲線案内レールと、断面略サドル状に形成され上記曲線案内レールを跨ぐようにして配設されると共に、上記曲線案内レールの各転走溝に対向する負荷転走溝並びにこの負荷転走溝を含むボールの無限循環路が形成されたスライダと、このスライダの無限循環路内を転動すると共に、上記曲線案内レールの転走溝とスライダの負荷転走溝との間で荷重を負荷する多数のボールとを備えた曲線案内装置において、
上記スライダに具備された各負荷転走溝は直線状に形成され、
上記ボールは曲線案内レールの長手方向に沿って形成された円弧状の転走溝とスライダに具備された直線状の負荷転走溝との間で荷重を負荷することを特徴とする曲線案内装置。
上記スライダの各負荷転走溝を転走する多数のボールは、その一部のボールのみが曲線案内レールの転走溝とスライダの負荷転走溝との間で荷重を負荷していることを特徴とする請求項７記載の曲線案内装置。