(57)【要約】【課題】性能が向上したエンドプレートを有する運動案内装置を提供する。【解決手段】この運動案内装置１０は、移動ブロック１３が、転動体転走溝１５と協働して負荷転動体転走路２１を形成する負荷転動体転走溝１９を有するとともに、負荷転動体転走溝１９に対して平行配置される無負荷転動体転走路２３を有する移動ブロック本体部１７と、移動ブロック本体部１７における相対移動方向の両端面に取り付けられるとともに、負荷転動体転走路２１と無負荷転動体転走路２３とをつなぐ方向転換路３１が形成される一対のエンドプレート３０と、を備え、エンドプレート３０が、方向転換路３１の外周側の少なくとも一部を構成するターン部３７と、ターン部３７を除く部分を構成するベース部３９と、を有し、ベース部３９を構成する部材のヤング率をＡ、ターン部３７を構成する部材のヤング率をＢとしたとき、Ａ＞Ｂなる不等式が成り立つものである。【選択図】図３
2018100676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に沿って転動体転走溝が形成される軌道レールと、
前記軌道レールに複数の転動体を介して相対移動自在に組み付けられる移動ブロックと、
を備える運動案内装置において、
前記移動ブロックは、
前記転動体転走溝と協働して負荷転動体転走路を形成する負荷転動体転走溝を有するとともに、当該負荷転動体転走溝に対して平行配置される無負荷転動体転走路を有する移動ブロック本体部と、
前記移動ブロック本体部における相対移動方向の両端面に取り付けられるとともに、前記負荷転動体転走路と前記無負荷転動体転走路とをつなぐ方向転換路が形成される一対のエンドプレートと、
を備え、
前記エンドプレートは、
前記方向転換路の外周側の少なくとも一部を構成するターン部と、
前記ターン部を除く部分を構成するベース部と、
を有し、
前記ベース部を構成する部材のヤング率をＡ、前記ターン部を構成する部材のヤング率をＢとしたとき、Ａ＞Ｂなる不等式が成り立つことを特徴とする運動案内装置。
【請求項２】
請求項１に記載の運動案内装置において、
前記ターン部は、樹脂からなることを特徴とする運動案内装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の運動案内装置において、
前記ベース部のシャルピー衝撃値をＣ、前記ターン部のシャルピー衝撃値をＤとしたとき、Ｃ＜Ｄなる不等式が成り立つことを特徴とする運動案内装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の運動案内装置において、
前記方向転換路は、
前記移動ブロック本体部の相対移動方向の両端に設けられる一対の方向転換路内周部と、
前記一対のエンドプレートのそれぞれに形成された凹部である方向転換路外周部と、
によって形成され、
前記方向転換路内周部は前記方向転換路の内周側を構成するとともに、前記方向転換路外周部は前記方向転換路の外周側を構成し、
前記ターン部は、前記方向転換路外周部の全てを構成するものであることを特徴とする運動案内装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の運動案内装置において、
前記方向転換路は、
前記移動ブロック本体部の相対移動方向の両端に設けられる一対の方向転換路内周部と、
前記一対のエンドプレートのそれぞれに形成された凹部である方向転換路外周部と、
によって形成され、
前記方向転換路内周部は前記方向転換路の内周側を構成するとともに、前記方向転換路外周部は前記方向転換路の外周側を構成し、
前記ターン部は、前記方向転換路外周部のうちの前記転動体を掬い上げるために設けられる掬い上げ部を構成するものであることを特徴とする運動案内装置。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の運動案内装置において、
前記方向転換路は、
前記移動ブロック本体部の相対移動方向の両端に設けられる一対の方向転換路内周部と、
前記一対のエンドプレートのそれぞれに形成された凹部である方向転換路外周部と、
によって形成され、
前記方向転換路内周部は前記方向転換路の内周側を構成するとともに、前記方向転換路外周部は前記方向転換路の外周側を構成し、
前記ターン部は、前記方向転換路外周部のうちの中央部分である中央部を構成するものであることを特徴とする運動案内装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運動案内装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
運動案内装置は、長手方向に沿って転動体転走溝が形成される軌道レールと、軌道レールに複数の転動体を介して相対移動自在に組み付けられる移動ブロックと、を備える。移動ブロックは、軌道レールの転動体転走溝と協働して負荷転動体転走路を形成する負荷転動体転走溝を有するとともに、当該負荷転動体転走溝に対して平行配置される無負荷転動体転走路を有する移動ブロック本体部と、移動ブロック本体部における相対移動方向の両端面に取り付けられるとともに、負荷転動体転走路と無負荷転動体転走路とをつなぐ方向転換路が形成される一対のエンドプレートと、によって構成される。そして、１つの負荷転動体転走路および１つの無負荷転動体転走路と、それらをつなぐ一対の方向転換路の組み合わせによって１つの無限循環路が形成される（例えば、下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−６８６５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のエンドプレートは、方向転換路の内周側を形成する方向転換路内周部と、方向転換路の外周側を形成する方向転換路外周部とを有して方向転換路の一部を構成する。そのため、エンドプレートは転動体の無限循環路の一部を構成する。したがって、複数の転動体が繰り返し転がり運動を行うことになるので、エンドプレートの構成部材には繰り返し接触応力が加わることとなる。また、運動案内装置にはあらゆる環境下で使用可能なことが求められるので、エンドプレートの構成部材には機械的強度も要求される。
【０００５】
従来技術では、エンドプレートを構成する部材には、疲労寿命や耐摩耗性および機械的強度の両方を均等に満たす金属材料や樹脂材料等が採用されていた。しかしながら、エンドプレートの方向転換路を構成するターン部を構成する部材には、疲労寿命や耐摩耗性に優れている材料を用いて、エンドプレートにおけるターン部を除く部分を構成する部材には、機械的強度に優れている材料を用いて、性能が向上したエンドプレートを有する運動案内装置の実現が望まれていた。
【０００６】
本発明は上述した従来技術の課題に鑑みて成されたものであり、その目的は、性能が向上したエンドプレートを有する運動案内装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る運動案内装置は、長手方向に沿って転動体転走溝が形成される軌道レールと、前記軌道レールに複数の転動体を介して相対移動自在に組み付けられる移動ブロックと、を備えるものであって、前記移動ブロックが、前記転動体転走溝と協働して負荷転動体転走路を形成する負荷転動体転走溝を有するとともに、当該負荷転動体転走溝に対して平行配置される無負荷転動体転走路を有する移動ブロック本体部と、前記移動ブロック本体部における相対移動方向の両端面に取り付けられるとともに、前記負荷転動体転走路と前記無負荷転動体転走路とをつなぐ方向転換路が形成される一対のエンドプレートと、を備え、前記エンドプレートが、前記方向転換路の外周側の少なくとも一部を構成するターン部と、前記ターン部を除く部分を構成するベース部と、を有し、前記ベース部を構成する部材のヤング率をＡ、前記ターン部を構成する部材のヤング率をＢとしたとき、Ａ＞Ｂなる不等式が成り立つことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、性能が向上したエンドプレートを有する運動案内装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る運動案内装置の構成例を示す部分縦断面外観斜視図である。
【図２】本実施形態に係る運動案内装置の無限循環路の概略構成を示す断面模式図である。
【図３】本実施形態に係るエンドプレートの構成を説明するための図である。
【図４】本実施形態に係るエンドプレートに対して好適に用いることのできる部材を説明するための図である。
【図５】本実施形態に係るエンドプレートの変形例を示す図である。
【図６】本実施形態に係るエンドプレートの変形例を示す図である。
【図７】本実施形態に係るエンドプレートの変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１１】
まず、図１および図２を用いて、本実施形態に係る運動案内装置の全体構成について説明する。ここで、図１は、本実施形態に係る運動案内装置の構成例を示す部分縦断面外観斜視図であり、図２は、本実施形態に係る運動案内装置の無限循環路の概略構成を示す断面模式図である。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態に係る運動案内装置１０は、軌道部材としての軌道レール１１と、軌道レール１１に複数の転動体としてのボール１２を介して相対移動自在に組み付けられる移動部材としての移動ブロック１３とを備えて構成される。軌道レール１１は、その長手方向と直交する断面が概略矩形状に形成された長尺の部材であり、その表面には、ボール１２が転がる際の軌道になる転動体転走溝としてのボール転走溝１５が軌道レール１１の長手方向に沿って形成される。
【００１３】
軌道レール１１は、直線的に伸びるように形成されることもあるし、曲線的に伸びるように形成されることもある。また、図１において例示する転動体転走面の本数は、左右で２条ずつ合計４条設けられているが、その条数は運動案内装置の用途等に応じて任意に変更することができる。
【００１４】
移動ブロック１３は、図２に示すように、移動ブロック本体部１７と、移動ブロック本体部１７における相対移動方向の両端面に設置される一対のエンドプレート３０と、を備えて構成される。
【００１５】
移動ブロック本体部１７は、軌道レール１１のボール転走溝１５に対応する位置に軌道面となる負荷転動体転走溝としての負荷ボール転走溝１９を備えて構成される。軌道レール１１のボール転走溝１５と移動ブロック１３の負荷ボール転走溝１９とによって負荷転動体転走路としての負荷ボール転走路２１が形成され、当該負荷ボール転走路２１には複数のボール１２が配置される。また、移動ブロック本体部１７には、転動体転走溝としてのボール転走溝１５に対して平行配置される無負荷転動体転走路としての無負荷ボール転走路２３がその内部に形成される。
【００１６】
エンドプレート３０には、負荷転動体転走路としての負荷ボール転走路２１と無負荷転動体転走路としての無負荷ボール転走路２３とをつなぐ方向転換路３１が形成される。図２に示すように、１つの負荷ボール転走路２１および１つの無負荷ボール転走路２３と、それらをつなぐ一対の方向転換路３１との組み合わせによって、１つの無限循環路が構成される。
【００１７】
方向転換路３１は、移動ブロック本体部１７の相対移動方向の両端に設けられる一対の方向転換路内周部３３と、エンドプレート３０に形成された凹部である方向転換路外周部３５とによって形成される。方向転換路内周部３３は方向転換路３１の内周側を構成し、方向転換路外周部３５は方向転換路３１の外周側を構成する。
【００１８】
以上、本実施形態に係る運動案内装置１０の全体構成について説明した。次に、本実施形態において特徴的な構成であるエンドプレート３０について、図３および図４を用いて説明する。ここで、図３は、本実施形態に係るエンドプレートの構成を説明するための図であり、図４は、本実施形態に係るエンドプレートに対して好適に用いることのできる部材を説明するための図である。
【００１９】
図３に示すように、本実施形態に係るエンドプレート３０は、方向転換路３１を構成するターン部３７（ハッチング部分）と、ターン部３７を除く部分を構成するベース部３９とで異なる部材を用いて構成される。なお、異なる部材を組み合わせて一体的に構成される本実施形態に係るエンドプレート３０については、例えば、二色成形等といった成形技術を用いることで製造することが可能である。
【００２０】
ターン部３７は、少なくとも方向転換路外周部３５を構成する部材であり、ベース部３９と協働することで本実施形態に係るエンドプレート３０を構成する。そのため、当該ターン部３７では、複数のボール１２が繰り返し転がり運動を行うことになる。したがって、ターン部３７を構成する部材は、疲労寿命や耐摩耗性を満たすものを用いることが好適である。
【００２１】
一方、ベース部３９は、エンドプレート３０においてターン部３７を除く部分を構成する部材である。そのため、ベース部３９では、エンドプレート３０の変形を抑制するために、機械的強度に優れた材料を用いることが好適である。
【００２２】
より詳しくは、本実施形態では、ベース部３９を構成する部材のヤング率をＡ、ターン部３７を構成する部材のヤング率をＢとしたとき、Ａ＞Ｂなる不等式が成り立つものをベース部３９とターン部３７に用いる。本実施形態では、エンドプレート３０を構成する部位それぞれに対して適した材料を用いることにより、性能が向上したエンドプレート３０を有する運動案内装置１０を実現することができる。
【００２３】
また特に、ターン部３７を構成する部材として樹脂を用いることが好適である。ターン部３７に樹脂材料を用いることによって、疲労寿命や耐摩耗性に優れたエンドプレート３０が得られるとともに、ボール１２に傷がつくことなどを防ぐことができる。
【００２４】
また、本実施形態では、ベース部３９を構成する部材のシャルピー衝撃値をＣ、ターン部３７を構成する部材のシャルピー衝撃値をＤとしたとき、Ｃ＜Ｄなる不等式が成り立つものをベース部３９とターン部３７に用いる。本実施形態では、エンドプレート３０を構成する部位それぞれに対して適した材料を用いることにより、性能が向上したエンドプレート３０を有する運動案内装置１０を実現することができる。
【００２５】
以上のような構成により、本実施形態に係る運動案内装置１０は、エンドプレート３０のそれぞれの部分に特化した材料を用いることができる。すなわち、運動案内装置１０を構成するエンドプレート３０においては、ターン部３７ではボール１２が繰り返し衝突するためじん性が求められるが、ターン部３７以外の部分、特に、本体およびボルト締結部では、剛性が求められることとなる。ここで、鋼という材料を検討すると、ヤング率とシャルピー衝撃値の両方において鋼は最も優れた物性値を持つため、エンドプレート３０の構成材料としては適当であるかに思える。しかし、運動案内装置１０を構成するエンドプレート３０は複雑形状であるため、大量生産性を考慮した場合にエンドプレート３０を鋼で構成することには難がある。また、エンドプレート３０を鋼で構成した場合、ボール１２の衝突による音の問題も発生してしまうことになる。そこで、従来技術では、射出成形により大量生産できる樹脂によって、エンドプレートを製造することが一般的であった。しかし、じん性と剛性という２つの特性を１つの材料で実現しようとする場合、一般的には、外せない方の特性を優先して他方の特性を犠牲にするか、もしくは、中間的な特性の材料を選択することとなる。そしてまさに、従来技術では、運動案内装置１０を構成するエンドプレート３０については、中間的な特性を有する樹脂を選定することが行われており、じん性と剛性という２つの特性を十分に満足する構成が採用されてはいなかった。本発明は、これらの問題を解決する技術を提供するものであり、ベース部３９を構成する部材のヤング率をＡ、ターン部３７を構成する部材のヤング率をＢとしたとき、Ａ＞Ｂなる不等式が成り立つものをベース部３９とターン部３７に用いることとした。また、ベース部３９を構成する部材のシャルピー衝撃値をＣ、ターン部３７を構成する部材のシャルピー衝撃値をＤとしたとき、Ｃ＜Ｄなる不等式が成り立つものをベース部３９とターン部３７に用いることとした。かかる構成の採用によって、性能が向上したエンドプレート３０を有する運動案内装置１０を実現することが可能となった。
【００２６】
また、本実施形態によれば、ベース部３９を構成する部材として用いることには適しているが、ボール１２が傷ついてしまう虞などがあるため従来採用できなかった材料を、ベース部３９の部材として用いることが可能となる。さらに、ターン部３７を構成する部材として用いることには適しているが、機械的強度に優れていないので従来採用できなかった材料を、ターン部３７の部材として用いることが可能となる。したがって、本発明によれば、エンドプレート３０の性能を向上させることができる。
【００２７】
具体的には、図４に示すように、ベース部３９を構成する部材として、例えば、ヤング率が６．５ＧＰａであるとともにシャルピー衝撃値が５．３ｋＪ／ｍ２である炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）を用いて、ターン部３７を構成する部材として、例えば、ヤング率がＣＦＲＰよりも低い０．５ＧＰａであるとともにシャルピー衝撃値がＣＦＲＰよりも高い３９ｋＪ／ｍ２であるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を用いることとすることができる。
【００２８】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態には、多様な変更又は改良を加えることが可能である。
【００２９】
例えば、上述した実施形態では、方向転換路３１を構成する部分をターン部３７としているが、図５〜図７に示すように、方向転換路３１を構成する一部をターン部３７（ハッチング部分）とすることができる。ここで、図５〜図７は、本実施形態に係るエンドプレートの変形例を示す図である。そして、図５に示すように、転動体としてのボール１２を掬い上げる掬い上げ部３７ａをターン部３７とし、その他の部位をベース部３９として構成することで、方向転換路外周部３５を構成する部材のうちで最もボール１２から繰り返しの衝撃を受け易い掬い上げ部３７ａを衝撃に適した材料で構成することができる。また、図６に示すように、方向転換路３１の中央部分を構成する中央部３７ｂをターン部３７とし、その他の部位をベース部３９として構成することで、方向転換路外周部３５を構成する部材のうちでボール１２が通過する領域である中央部３７ｂを衝撃に適した材料で構成することができる。さらに、図７で示すように、掬い上げ部および中央部３７ｃ（３７ａ，３７ｂ）をターン部３７とし、その他の部位をベース部３９として構成することで、ちょうど図５の実施例と図６の実施例を組み合わせた構成となるため、さらに好適なエンドプレート３０を実現することができる。そして、掬い上げ部３７ａ、中央部３７ｂ、掬い上げ部および中央部３７ｃをターン部３７として構成するとともに、ベース部３９を構成する部材のヤング率をＡ、ターン部３７を構成する部材のヤング率をＢとしたとき、Ａ＞Ｂなる不等式が成り立つものをベース部３９とターン部３７に用いることとすることができる。また、ベース部３９を構成する部材のシャルピー衝撃値をＣ、ターン部３７を構成する部材のシャルピー衝撃値をＤとしたとき、Ｃ＜Ｄなる不等式が成り立つものをベース部３９とターン部３７に用いることとすることができる。さらに、ターン部３７を構成する部材として樹脂を用いることができる。このように、エンドプレート３０を構成する部位それぞれに対して適した材料を用いることにより、性能が向上したエンドプレート３０を有する運動案内装置１０を提供することが可能となる。
【００３０】
その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００３１】
１０  運動案内装置、１１  軌道レール、１２  ボール、１３  移動ブロック、１５  ボール転走溝、１７  移動ブロック本体部、１９  負荷ボール転走溝、２１  負荷ボール転走路、２３  無負荷ボール転走路、３０  エンドプレート、３１  方向転換路、３３  方向転換路内周部、３５  方向転換路外周部、３７  ターン部、３７ａ  掬い上げ部、３７ｂ  中央部、３７ｃ  掬い上げ部および中央部、３９  ベース部。
【図１】
2018100676.tif 000003
【図２】
2018100676.tif 000004
【図３】
2018100676.tif 000005
【図４】
2018100676.tif 000006
【図５】
2018100676.tif 000007
【図６】
2018100676.tif 000008
【図７】
2018100676.tif 000009