(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両側面を有するトラックレール、及び該トラックレールに跨架して任意の位置にロック可能なケーシングユニットから成る直動クランプユニットであって、前記ケーシングユニットは、前記トラックレールの両側面に対向する開口を有するリテーナ、該リテーナの前記開口内に保持され且つ前記トラックレールの側面上を転動可能な転動体、前記リテーナを囲んで前記トラックレールに跨架したケーシング、前記トラックレールの前記側面に対向し且つ前記ケーシングに設けられた前記転動体に対して軸方向にくさび作用となる傾斜面を有するくさび部材、前記リテーナを前記ケーシングに対して軸方向に移動させて前記転動体を前記くさび部材の前記傾斜面と前記トラックレールの前記側面とで形成される嵌着部に対して離脱させるアクチュエータ、及び前記アクチュエータに対して設けられ且つ前記ケーシングと前記リテーナとを軸方向に相対移動させて前記転動体を前記嵌着部に係合させるスプリングを有し、
前記アクチュエータが非作動時には、前記リテーナが前記スプリングによって元の位置へ復帰して前記転動体が前記嵌着部に食い込む前記くさび作用の軸方向に移動して前記嵌着部に係合し、前記ケーシングユニットが前記転動体による前記くさび作用でトラックレール上に固定されることを特徴とする直動クランプユニット。
【請求項２】
前記リテーナの前記開口内に配置され且つ前記転動体の前記開口の壁面に向う軸方向移動に前記転動体に対して弾性を持たせる弾性部材を備えていることを特徴とする請求項１に記載の直動クランプユニット。
【請求項３】
前記リテーナは前記トラックレールに直列に配置された第１リテーナと第２リテーナとから成り、前記くさび部材の前記傾斜面は前記第１リテーナに対する第１傾斜面と前記第２リテーナに対する第２傾斜面とから成り、前記第１傾斜面と前記第２傾斜面とは互いに反対方向に傾斜していることを特徴とする請求項１又は２に記載の直動クランプユニット。
【請求項４】
前記アクチュエータは、前記第１リテーナを前記ケーシングに対して移動させて前記転動体を前記第１傾斜面から解放させる第１アクチュエータと、前記第２リテーナを前記ケーシングに対して移動させて前記転動体を前記第２傾斜面から解放させる第２アクチュエータとから成ることを特徴とする請求項３に記載の直動クランプユニット。
【請求項５】
前記ケーシングにはテーブルを取り付けるための取付穴が形成されており、前記トラックレールにはベッドに取り付けるための取付穴が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の直動クランプユニット。
【請求項６】
前記トラックレールに跨架する前記ケーシングの両袖部の内側に形成された凹部には、前記くさび部材が配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の直動クランプユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、工作機械、産業用ロボット、半導体製造装置等の各種装置に適用される直線運動案内装置をトラックレールの適宜位置に保持するための直動クランプユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
工作機械、産業用ロボット、半導体製造装置等の各種装置において、テーブルをベッドに対して直線運動可能に支持するために直動転がり案内ユニット等の直線運動案内装置が使用されている。直動転がり案内ユニットは、ベッドに固定され且つ概ね長手方向両側面に軌道溝を形成したトラックレールと、テーブルに固定され且つトラックレールにボール等の転動体を介して跨架したスライダとから構成され、該スライダが前記トラックレール上を摺動運動するように構成したものである。
【０００３】
ところで、テーブルをベッドに固定されているトラックレール上の任意の位置に保持して種々の作業や操作を行う場合、テーブルをトラックレール上の任意の位置で固定（ロック）するため、クランプ装置が必要になる。このようなクランプ装置として、例えば、特開平６−３５１２１９号公報に開示された制動装置や特開平６−２５４７３５号公報に開示されたクランプ装置等が知られている。
【０００４】
前記特開平６−３５１２１９号公報に開示された制動装置は、トラックレールに対して相対運動自在なテーブル上に該トラックレールに沿って転動すべく設けられた回転部材と、前記テーブル上に前記回転部材に係合する制動作用位置と該制動作用位置から離脱する非制動作用位置との間で移動自在に設けられた制動部材と、該制動部材を移動させる駆動手段とから構成されたものであって、前記トラックレールと前記回転部材との間に制動部材として、くさび部材をトラックレールとの間で作用させてテーブルを制動するように構成したものである。
【０００５】
また、前記特開平６−２５４７３５号公報に開示されたクランプ装置は、トラックレールに対して相対運動するテーブルの下面に前記トラックレールを跨ぐように一対のストッパ部材を設けたものであり、ねじ付きレバーを回転することによってブロックをトラックレールに一対のストッパ部材でクランプするように構成されたものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、テーブルをトラックレール上の任意の位置に保持して何らかの作業を行う場合、通常であれば、駆動装置の制動力だけで十分である。しかし、大きな衝撃や振動などが作用する作業環境の下ではそれだけでは十分とはいえず、その場合、従来は前記駆動装置の剛性を高めて制動力を大きくすることで対応していた。しかし、前記駆動装置の剛性を高めるには装置全体が大きくなってしまうという問題が生じる。また、テーブルを上下方向に移動させるように、トラックレールを上下方向に配置して使用する場合には、停電によって位置保持のための駆動装置の制動力が失われ、テーブルが落下してしまうおそれがある。従って、テーブルをトラックレールの所定の位置に固定するためのクランプ装置が必要である。
【０００７】
しかしながら、前記特開平６−３５１２１９号公報に開示された制動装置では、回転部材がトラックレールの幅方向に大きく張り出す構造であるから、大型で複雑なものになってしまう。また、前記特開平６−２５４７３５号公報に開示されたクランプ装置では、トラックレールの両側面をねじによってクランプしているだけであるから、ねじの締め付け力によっては滑りが発生して固定が十分に行えない場合がある。また、スライドメンバーを確実にクランプするためには大きな作用力が必要である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明の目的は、ケーシングユニットをトラックレールの任意の位置に確実に保持することができる直動クランプユニットを提供することである。
【０００９】
この発明は、両側面を有するトラックレール、及び該トラックレールに跨架して任意の位置にロック可能なケーシングユニットから成る直動クランプユニットであって、前記ケーシングユニットは、前記トラックレールの両側面に対向する開口を有するリテーナ、該リテーナの前記開口内に保持され且つ前記トラックレールの側面上を転動可能な転動体、前記リテーナを囲んで前記トラックレールに跨架したケーシング、前記トラックレールの前記側面に対向し且つ前記ケーシングに設けられた前記転動体に対して軸方向にくさび作用となる傾斜面を有するくさび部材、前記リテーナを前記ケーシングに対して軸方向に移動させて前記転動体を前記くさび部材の前記傾斜面と前記トラックレールの前記側面とで形成される嵌着部に対して離脱させるアクチュエータ、及び前記アクチュエータに対して設けられ且つ前記ケーシングと前記リテーナとを軸方向に相対移動させて前記転動体を前記嵌着部に係合させるスプリングを有し、
前記アクチュエータが非作動時には、前記リテーナが前記スプリングによって元の位置へ復帰して前記転動体が前記嵌着部に食い込む前記くさび作用の軸方向に移動して前記嵌着部に係合し、前記ケーシングユニットが前記転動体による前記くさび作用でトラックレール上に固定されることを特徴とする直動クランプユニットに関する。
【００１０】
また、この直動クランプユニットは、前記リテーナの前記開口内に配置され且つ前記転動体の前記開口の壁面に向う軸方向移動に前記転動体に対して弾性を持たせる弾性部材を備えている。
【００１１】
また、前記リテーナは前記トラックレールに直列に配置された第１リテーナと第２リテーナとから成り、前記くさび部材の前記傾斜面は前記第１リテーナに対する第１傾斜面と前記第２リテーナに対する第２傾斜面とから成り、前記第１傾斜面と前記第２傾斜面とは互いに反対方向に傾斜している。
【００１２】
また、前記アクチュエータは、前記第１リテーナを前記ケーシングに対して移動させて前記転動体を前記第１傾斜面から解放させる第１アクチュエータと、前記第２リテーナを前記ケーシングに対して移動させて前記転動体を前記第２傾斜面から解放させる第２アクチュエータとから成る。
【００１３】
この直動クランプユニットにおいて、前記ケーシングにはテーブルを取り付けるための取付穴が形成されている。また、前記トラックレールにはベッドに取り付けるための取付穴が形成されている。
【００１４】
この直動クランプユニットは、前記トラックレールに跨架する前記ケーシングの両袖部の内側に形成された凹部には、前記くさび部材が配置されている。
【００１５】
この直動クランプユニットは、上記のように構成されているので、例えば、アクチュエータを非作動状態にすると、リテーナが元の位置へ復帰するため軸方向のくさび作用方向に移動し、リテーナの開口内に配置された転動体は弾性部材の力で傾斜面に押し付けられ、前記傾斜面とトラックレールの側面とで形成される嵌着部に食い込むように係合し、くさび作用で軸方向の一方向にケーシングユニットはトラックレール上に固定即ちロックされる。この直動クランプユニットでは、一方のリテーナによるロックがトラックレールに対して軸方向の一方向のみであり、リテーナを前記軸方向のくさび方向と反対方向に移動させれば、リテーナにより転動体が嵌着部から離脱され、ケーシングユニットのトラックレールに対するロック状態は解除される。従って、この直動クランプユニットは、ケーシングをトラックレールに対して両方向に固定する場合に、一方のリテーナと他方のリテーナによる転動体の移動を逆方向に作用させることが必要であり、それぞれのリテーナを相対してトラックレール上に配置することによって、ケーシングユニットをトラックレールに対して固定することができる。
【００１６】
アクチュエータを作動させると、転動体はリテーナの働きでくさび部材の傾斜面とトラックレールの側面とで形成される嵌着部から引き離される。従って、転動体はトラックレールの側面とくさび部材との間で前記リテーナの開口部に遊嵌され、或いはある程度転動することができるようになるから、ケーシングユニットはトラックレール上を該トラックレールの軸方向即ち長手方向に沿ってどちらの方向にも移動することができる。
【００１７】
互いに反対方向に傾斜する第１傾斜面と第２傾斜面を設けた場合には、第１アクチュエータと第２アクチュエータを両方とも非作動状態にすれば、トラックレールの長手方向の両方向にケーシングユニットをロックすることができる。また、第１アクチュエータ及び第２アクチュエータのうちの何れか一方だけを作動させることにより、直動クランプユニットを一方向にのみロックすることも可能である。
【００１８】
また、この直動クランプユニットは、テーブルに直接設けてもよいが、直動クランプユニットをケーシングに内蔵し、該ケーシングの上面に形成した取付穴を用いて該ケーシングの上面にテーブルを取り付けるようにすることが好ましい。また、この直動クランプユニットをケーシングに内蔵する場合には、前記ケーシングの両側部の内側に前記くさび部材を嵌合するための凹部を形成することによって簡単に組み立てられるようにすることが好ましい。
【００１９】
更に、前記アクチュエータとしては小型でスペースをとらない点からみてソレノイドが好ましいが、エアシリンダやその他のアクチュエータを用いてもよい。また、弾性部材としては、コイルスプリングや板ばね等が好適である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明による直動クランプユニットの実施例について説明する。図１はこの発明による直動クランプユニットの一実施例を示す斜視図、図２は図１に示した直動クランプユニットからケーシングを取り外した状態の一実施例を示す斜視図、図３は図１のＡ−Ａ線における部分断面図、図４はこの直動クランプユニットに組み込むアクチュエータの一例を示す斜視図、図５は、リテーナとケーシング間に設けたアクチュエータを示す説明図、及び図６はリテーナとケーシングへのアクチュエータの取付構造を示す説明図である。
【００２１】
この直動クランプユニットは、トラックレール５とトラックレール５に跨架する両袖部を備えたケーシングユニット１を有する。ケーシングユニット１におけるケーシング２の上面３には、テーブル等の種々の機器を取り付けるための複数個の取付穴４が形成されている。図示していないが、例えば、ケーシングユニット１や上記テーブルは、直動転がり案内ユニットにも取り付けられる。また、トラックレール５には、ベース２６に取り付けるための取付穴３１が形成されている。
【００２２】
ケーシングユニット１は、例えば、図１に示すように、長尺で断面角形状に形成された両側面６を有するトラックレール５上に跨架して、トラックレール５の長手方向即ち軸方向に摺動自在で、しかも任意の位置にロック可能に構成されている。トラックレール５は、例えば、ベース等に設置されている。直動転がり案内ユニットにおけるトラックレールは、長手方向両側面にボール等の転動体が転動するための軌道溝を有しているが、この直動クランプユニットにおけるトラックレール５は長手方向両側面６に軌道溝を有する必要はないので、図１に示すように、トラックレール５の側面６は平面であってもよい。しかしながら、この直動クランプユニットにおけるトラックレール５を、直動転がり案内ユニットのトラックレールと兼用する場合には軌道溝が形成されていることになる。
【００２３】
ケーシング２の両袖部７の内側にはそれぞれ凹部８が形成されており、各凹部８にはくさび部材９が嵌合されている。くさび部材９は、板状部材であり、トラックレール５の各側面６に対向してそれぞれ配置されている。くさび部材９は、トラックレール５の側面６に対して傾斜する軸方向にくさび作用となる傾斜面１０，２０を有している。傾斜面１０，２０は、互いに反対方向に傾斜する一対の第１傾斜面１０と第２傾斜面２０とから成る。
【００２４】
リテーナ１１，２１は、トラックレール５上に直列に跨架する第１リテーナ１１と第２リテーナ２１とから成る。リテーナ１１，２１は、トラックレール５に跨架してトラックレール５の側面に対向する袖部１９，２３を備えている。くさび部材９とトラックレール５の側面６との間には、リテーナ１１，２１の袖部１９，２３が位置する。第１リテーナ１１の袖部１９は、第１傾斜面１０に対向して配設され、第２リテーナ２１の袖部２３は、第２傾斜面２０に対向して配設されている。各リテーナ１１，２１は、トラックレール５の長手方向の両側面６に対向する側面１２即ち袖部１９，２３にそれぞれ２個の開口１３を有している。各開口１３にはトラックレール５の側面６，６を、トラックレール５の長手方向に沿って転動する転動体を構成するローラ１４，１５が一個ずつ配設されると共に、ローラ１４，１５を開口１３の壁面に向けて付勢する弾性部材としての板ばね１６が設けられている。即ち、板ばね１６は、リテーナ１１，２１の開口１３内に配置され、ローラ１４，１５を開口１３の壁面に向う軸方向移動に弾性を持たせている。また、弾性部材としては、板ばね１６に代えて、図３に示すように、コイルスプリング１７を採用してもよい。リテーナ１１，２１の開口１３の数、ローラ１４，１５の数、傾斜面１０の数は対応した数である。
【００２５】
リテーナ１１，２１をケーシング２に対して相対移動させるため、アクチュエータ１８，２２が設けられている。アクチュエータ１８，２２は、例えば、図４、図５及び図６に示すように、ケーシング２にボルト２９等で取り付けるために取付穴２８を備えた取付部２６、取付部２６と一体のアクチュエータ本体２７、及びアクチュエータ本体２７に対して出入するリテーナ１１，２１に設けたロッド部２６から構成されている。また、ロッド部２６の外周には、アクチュエータ本体２７とリテーナ１１，２１との間に介在されたスプリング２４が介在され、スプリング２４はアクチュエータ１８，２２の非作動状態でロッド部２６をアクチュエータ本体２７から引き出して伸長させる作用を有する。即ち、スプリング２４は、ケーシング２とリテーナ１１，２１とを軸方向に相対移動させ、アクチュエータ１８，２２が非作動状態の時に、ケーシング２に対してリテーナ１１，２１を軸方向に移動させ、それに伴ってケーシング２に対してローラ１４，１５を相対移動させる機能を有する。
【００２６】
アクチュエータ１８，２２は、リテーナ１１，２１をケーシング２に対して移動させてローラ１４，１５をくさび部材９の傾斜面１０，２０とトラックレール５の側面６との間に形成される嵌着部３０へ係合させるため、或いは嵌着部３０から解放させる作動を行なうことができる。アクチュエータ１８，２２は、第１リテーナ１１をケーシング２に対してトラックレール５の長手方向即ち軸方向に相対移動させる第１アクチュエータ１８と、第２リテーナ２１をケーシング２に対してトラックレール５の長手方向即ち軸方向に相対移動させる第２アクチュエータ２２とから成る。アクチュエータ１８，２２としては、一般に、ソレノイド、モータ、油圧シリンダ、エアシリンダ等が存在するが、それらの中から目的や用途に合わせて適宜最適なものを採用すればよい。
【００２７】
この直動クランプユニットは、上記のように構成されており、次のように作動する。第１アクチュエータ１８及び第２アクチュエータ２２としてソレノイドを使用した場合について説明する。図３において、第１アクチュエータ１８としてのソレノイドへの通電を止めると、第１リテーナ１１はスプリング２４のばね力でケーシング２に対して元に復帰するように軸方向のくさび方向に移動し、コイルスプリング１７が第１リテーナ１１をベースにしてばね力が発生し、ローラ１５がコイルスプリング１７のばね力に付勢されてケーシング２に設けたくさび部材９の第１傾斜面１０とトラックレール５の側面６との間に形成される嵌着部３０に食い込み、トラックレール５に対してケーシング２の右方向（図３）への相対移動をロックする。同様に、第２アクチュエータ２２としてのソレノイドへの通電を止めると、第２リテーナ２１はケーシング２に対して元に復帰するように軸方向のくさび方向に移動し、コイルスプリング１７が第２リテーナ２１をベースにしてばね力が発生し、ローラ１５がコイルスプリング１７のばね力に付勢されてケーシング２に設けたくさび部材９の第２傾斜面２０とトラックレール５の側面６との間に形成される嵌着部３０に食い込み、トラックレール５に対してケーシング２の左方向（図３）への相対移動をロックする。その結果、ケーシングユニット１はトラックレール５上をトラックレール５の長手方向に沿って両方向に移動することができなくなり、ケーシングユニット１がトラックレール５の軸方向の任意の位置にロック即ち固定される。
【００２８】
また、第１アクチュエータ１８のソレノイドに通電すると、第１リテーナ１１はケーシング２に対して引き戻され、第１リテーナ１１の開口１３の側面によりローラ１４，１５は第１傾斜面１０の嵌着部から引き離され、ローラ１４，１５の第１傾斜面１０へのくさび作用が消失し、トラックレール５に対するケーシング２のロック状態が解除される。この状態では、ケーシング２は図３において左方向にはロックされたままであるから移動できないが、右方向にはケーシング２をトラックレール５に対して相対移動させることができる。次に、第２アクチュエータ２２のソレノイドに通電すると、第２リテーナ２１はケーシング２に対して引き戻され、第２リテーナ２１の開口１３の側面により、ローラ１４，１５は第２傾斜面２０の嵌着部３０から引きはなされ、ローラ１５の第２傾斜面２０へのくさび作用が消失し、トラックレール５に対するケーシング２のロック状態が解除される。その結果、直動クランプユニット１におけるケーシング２は、トラックレール５上を長手方向に沿って両方向に相対移動することができるようになる。
【００２９】
この直動クランプユニットは、ソレノイドへの通電を止めた時にロック状態になるように構成されているので、例えば、停電や電気系統の故障等が発生した時に、ケーシング２がトラックレール５に対して直ちにロック状態となる。従って、ケーシング２に固定したテーブル等の種々の機器が上下方向に移動し得るようにトラックレール５を鉛直方向等の上下方向に配置して使用する場合であっても、ケーシングユニット１をトラックレール５に確実にロックされ、ケーシングユニット１に取り付けられたテーブルが落下してしまうおそれはなく、安全装置としての機能も果たすことになる。
【００３０】
上記実施例では、リテーナやアクチュエータを２つ設けてトラックレールの長手方向に沿って両方向にロックできるように構成したケーシングユニット１について説明したが、トラックレールの長手方向に沿って一方向だけの移動をロックさせれば十分であるという場合には、くさび部材９の傾斜面を第１傾斜面１０か又は第２傾斜面２０のいずれか一方だけのものとし、それに対応してリテーナやアクチュエータを設ければよいことになる。【００３１】
上記実施例では、前記ケーシングに対してリテーナ１１，２１同志が互いに向かい合う方向に移動することによって転動体１４，１５が嵌着部へ係脱されているが、くさび部材９の傾斜面１０，２０の傾斜方向を逆方向に形成すれば、リテーナ１１，２１同志が互いに離れる方向に移動することによって転動体１４，１５が嵌着部へ係脱されるようになる。或いは、上記実施例では、アクチュエータの非作動時に、スプリングのばね力で転動体を移動させてケーシングユニットをトラックレールにロックし、アクチュエータを作動することによって解放する安全装置として構成しているが、場合によっては、アクチュエータを作動するとによって転動体を移動させてケーシングユニットをトラックレールにロックするように構成し、アクチュエータの非作動によって解放するように構成することもできることは勿論である。
【００３２】
また、上記実施例は、ケーシング２内に、リテーナ１１，２１、ローラ１４，１５、コイルスプリング１７、くさび部材９、スプリング２５、アクチュエータ１８，２２等を内蔵したケーシングユニット１について説明したが、図２に示したリテーナ１１，２１にテーブルを直接取り付けると共に、該テーブルにくさび部材及びアクチュエータを取り付けるように構成してもよく、この場合にはテーブルがケーシングを兼用することになる。更に、上記実施例では、この直動クランプユニットは、直動転がり案内ユニットとは別体のものとして説明したが、直動転がり案内ユニットと一体構造としてもよい。また、この直動クランプユニットは直動転がり案内ユニットのトラックレールを跨架するように構成して該トラックレールに対してロックできるように構成することもできる。
【００３３】
【発明の効果】
この発明による直動クランプユニットは、以上のように構成されているので、次のような特有の効果を有する。この発明による直動クランプユニットは、アクチュエータを非作動状態にすれば、トラックレール上の任意の位置にケーシングをロックすることができ、アクチュエータを作動状態にすれば、トラックレール上をその長手方向に沿って自由に移動させることができるように構成されているので、ケーシングに取り付けたテーブル等の種々の機器を、トラックレール上の任意の位置で確実に保持することができるようになり、特にトラックレールを鉛直方向等の上下方向に設置した場合であっても、停電や故障時等に、種々の機器がトラックレール上を落下や移動をするという事態は避けることができ、安全装置としての機能を発揮できる。
【００３４】
しかも、この直動クランプユニットは、板状のくさび部材とトラックレールの側面との間でくさび作用を利用してロックを行うものであるから、小型であるにもかかわらず、小さな作用力でトラックレール上にテーブルを確実にロックすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明による直動クランプユニットの一実施例を示す斜視図である。
【図２】  図１に示した直動クランプユニットからケーシングを取り外した状態の斜視図である。
【図３】  図１のＡ−Ａ線における部分断面図である。
【図４】  この直動クランプユニットに組み込むアクチュエータの一例を示す斜視図である。
【図５】  リテーナとケーシング間に設けたアクチュエータを示す説明図である。
【図６】  リテーナとケーシングへのアクチュエータの取付構造を示す説明図である。
【符号の説明】
１      ケーシングユニット
２      ケーシング
３      上面
４，３１    取付穴
５      トラックレール
６      側面
８      凹部
９      くさび部材
１０    第１傾斜面
１１    第１リテーナ
１２    側面
１３    開口
１４，１５  ローラ（転動体）
１６    板ばね（弾性部材）
１７    コイルスプリング（弾性部材）
１８    アクチュエータ（第１アクチュエータ）
１９，２３    袖部
２０    第２傾斜面
２１    第２リテーナ
２２    アクチュエータ（第２アクチュエータ）
２５    スプリング
３０    嵌着部
【図１】
0003682102.tif 000002
【図２】
0003682102.tif 000003
【図３】
0003682102.tif 000004
【図４】
0003682102.tif 000005
【図５】
0003682102.tif 000006
【図６】
0003682102.tif 000007