(57)【要約】【課題】強度と剛性を維持しつつ製造コストの増加を抑制し、軽量化を図る。【解決手段】この案内装置１０は、長手方向に延びて形成される第一スライド部材２１と、第一スライド部材２１の長手方向で相対的にスライド移動可能に組み付けられる第二スライド部材１１と、第一スライド部材２１に対する第二スライド部材１１の相対的なスライド移動を可能とするために第一スライド部材２１と第二スライド部材１１との間に設けられる第一移動機構４１と、第二スライド部材１１の長手方向で相対的にスライド移動可能に組み付けられる第三スライド部材３１と、第二スライド部材１１に対する第三スライド部材３１の相対的なスライド移動を可能とするために第二スライド部材１１と第三スライド部材３１との間に設けられる第二移動機構４１と、を備える。そして、第二スライド部材１１には、シート状の補強部材５１が貼り付けられる。【選択図】図３
2019190540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に延びて形成される第一スライド部材と、
前記第一スライド部材の長手方向で相対的にスライド移動可能に組み付けられる第二スライド部材と、
前記第一スライド部材に対する前記第二スライド部材の相対的なスライド移動を可能とするために前記第一スライド部材と前記第二スライド部材との間に設けられる第一移動機構と、
前記第二スライド部材の長手方向で相対的にスライド移動可能に組み付けられる第三スライド部材と、
前記第二スライド部材に対する前記第三スライド部材の相対的なスライド移動を可能とするために前記第二スライド部材と前記第三スライド部材との間に設けられる第二移動機構と、
を備える案内装置であって、
前記第二スライド部材における前記第一スライド部材および前記第三スライド部材が組み付けられる組み付け箇所以外の領域の少なくとも一部に対し、シート状の補強部材が貼り付けられることを特徴とする案内装置。
【請求項２】
請求項１に記載の案内装置において、
前記補強部材が、炭素繊維強化プラスチック材料からなるＵＤテープであることを特徴とする案内装置。
【請求項３】
請求項２に記載の案内装置において、
前記ＵＤテープを構成する炭素繊維強化プラスチック材料の炭素繊維方向が一方向に延びて形成されるとともに、当該一方向が前記第二スライド部材の長手方向と略平行方向であることを特徴とする案内装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の案内装置において、
前記第二スライド部材が、非鉄金属材料からなることを特徴とする案内装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の案内装置において、
前記第二スライド部材は、当該第二スライド部材の長手方向に直交する方向の縦断面が略Ｈ字形で形成されるとともに、長手方向に延びて形成される４条の第二スライド部材側転動体転走面を有しており、
前記第一スライド部材および前記第三スライド部材のそれぞれは、スライド移動方向に延びて形成される２条の第一スライド部材側転動体転走面および第三スライド部材側転動体転走面を有しており、
前記第一移動機構および前記第二移動機構は、前記第二スライド部材に形成された４条の第二スライド部材側転動体転走面と、前記第一スライド部材および前記第三スライド部材のそれぞれに２条ずつ合計４条形成された第一スライド部材側転動体転走面および第三スライド部材側転動体転走面との間で転動自在に配置される転動体を含むことを特徴とする案内装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の案内装置において、
前記第二スライド部材は、プレート状に形成されており、
前記第一スライド部材および前記第三スライド部材のそれぞれは、スライド移動方向に延びて形成された複数条の第一スライド部材側転動体転走面および第三スライド部材側転動体転走面を有する軌道レール部材として形成されており、
前記第一移動機構および前記第二移動機構は、前記第一スライド部材および前記第三スライド部材のそれぞれに形成された複数条の第一スライド部材側転動体転走面および第三スライド部材側転動体転走面を転動自在とされた複数の転動体を無限循環可能とするとともに、プレート状に形成された前記第二スライド部材に固定設置されるブロック部材として形成されることを特徴とする案内装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダブルスライド形式の案内装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、アウターレールと、アウターレールに転動体を介してスライド可能に組み付けられるインナーレールと、を備えるスライドレールとしての案内装置が知られている。この種の案内装置では、例えばインナーレールがテーブル等に取り付けられ、アウターレールが本体等に取り付けられる（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００３】
上記した従来の案内装置では、強度と剛性の向上を図ることで、産業上の適用範囲拡大の要請が存在している。例えば、下記特許文献１に開示されたスライドレールとしての案内装置は、テーブル、引出し、キャビネット、機器等が引き出され、引き込まれるのを案内する装置であり、主として民生分野での利用が想定されていた。しかしながら、従来の案内装置に比べて軽量でありながら強度と剛性の向上を図ることができれば、信頼性が求められる車両や航空機等の輸送機器分野などに対する利用範囲を拡大することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−７６４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来の案内装置において強度と剛性を向上させる手段としては、構成部材の断面積を大きくすることが考えられるが、そのような手段は重量の増加を招くので好ましくない。また、軽量化のために非鉄金属材料の利用が考えられるが、例えば、アルミニウム合金などは軽量化を図ることができるものの鉄系金属に比べて概ね強度と剛性に劣ってしまい、マグネシウム合金などは軽量化と剛性の向上に寄与するもののコスト面で競争力が低い。
【０００６】
具体例を挙げると、マグネシウムは、性質上、鉄やアルミに比べて燃えやすく、例えば、切削加工においてドリル加工時の摩擦による発熱に注意しなければならないことから、鉄やアルミに比べて生産性が良くなく、結果的に加工コストが嵩んでいた。
【０００７】
本発明は、上述した従来技術に存在する種々の課題に鑑みて成されたものであって、その目的は、従来の案内装置に比べて強度と剛性を維持しながらも、製造コストの増加を抑制しつつ軽量化を図った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】
【０００８】
本発明に係る案内装置は、長手方向に延びて形成される第一スライド部材と、前記第一スライド部材の長手方向で相対的にスライド移動可能に組み付けられる第二スライド部材と、前記第一スライド部材に対する前記第二スライド部材の相対的なスライド移動を可能とするために前記第一スライド部材と前記第二スライド部材との間に設けられる第一移動機構と、前記第二スライド部材の長手方向で相対的にスライド移動可能に組み付けられる第三スライド部材と、前記第二スライド部材に対する前記第三スライド部材の相対的なスライド移動を可能とするために前記第二スライド部材と前記第三スライド部材との間に設けられる第二移動機構と、を備える案内装置であって、前記第二スライド部材における前記第一スライド部材および前記第三スライド部材が組み付けられる組み付け箇所以外の領域の少なくとも一部に対し、シート状の補強部材が貼り付けられることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、従来の案内装置に比べて強度と剛性を維持しながらも、製造コストの増加を抑制しつつ軽量化を図った案内装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第一の実施例に係る案内装置の全体構成を示した外観斜視図であり、第二スライド部材に対して第一スライド部材および第三スライド部材が収納された状態を示している。
【図２】第一の実施例に係る案内装置の全体構成を示した外観斜視図であり、第二スライド部材に対して第一スライド部材および第三スライド部材が引き出された状態を示している。
【図３】図１におけるＡ−Ａ線断面を示した断面図である。
【図４】第一の実施例に係る案内装置が発揮し得る効果を説明するための図である。
【図５】第二の実施例に係る案内装置の全体構成を示した外観斜視図であり、第二スライド部材に対して第一スライド部材および第三スライド部材が収納された状態を示している。
【図６】第二の実施例に係る案内装置の全体構成を示した外観斜視図であり、第二スライド部材に対して第一スライド部材および第三スライド部材が引き出された状態を示している。
【図７】第二の実施例に係る案内装置を構成する第一および第三スライド部材と第一および第二移動機構の具体的な構成を説明するための図であり、図中の分図（ａ）が外観構成を示す斜視図であり、分図（ｂ）がスライド移動機構の構成を示した要部断面図である。
【図８】第二の実施例に係る案内装置を構成する第二スライド部材を示した外観斜視図である。
【図９】第二の実施例に係る案内装置が発揮し得る効果を説明するための図である。
【図１０】本発明に係る案内装置の第二スライド部材が取り得る多様な変形形態の一例を示す図である。
【図１１】本発明に係る案内装置の第二スライド部材が取り得る多様な変形形態の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の一形態に係る案内装置は、長手方向に延びて形成される第一スライド部材と、前記第一スライド部材の長手方向で相対的にスライド移動可能に組み付けられる第二スライド部材と、前記第一スライド部材に対する前記第二スライド部材の相対的なスライド移動を可能とするために前記第一スライド部材と前記第二スライド部材との間に設けられる第一移動機構と、前記第二スライド部材の長手方向で相対的にスライド移動可能に組み付けられる第三スライド部材と、前記第二スライド部材に対する前記第三スライド部材の相対的なスライド移動を可能とするために前記第二スライド部材と前記第三スライド部材との間に設けられる第二移動機構と、を備える案内装置であって、前記第二スライド部材における前記第一スライド部材および前記第三スライド部材が組み付けられる組み付け箇所以外の領域の少なくとも一部に対し、シート状の補強部材が貼り付けられるものである。この実施形態に係る案内装置では、第二スライド部材がアルミニウム合金などの非鉄金属材料からなることを想定している。また、この案内装置では、補強部材が、炭素繊維強化プラスチック材料からなるＵＤ（Uni-Directional）テープであることを想定している。アルミニウム合金からなる第二スライド部材にＵＤテープを貼り付けることで、第二スライド部材を鉄系材料のみによって構成した場合と同等の強度と剛性を維持しつつ、軽量化を図ることが可能となる。また、アルミニウム合金からなる第二スライド部材にＵＤテープを貼り付ける方法は、従来の案内装置に比べて製造コストの増加を抑制しつつ強度と剛性の向上を図ることができるものである。
【００１２】
なお、ＵＤテープは、一方向に繊維を引き揃えたものである。すなわち、炭素繊維強化プラスチック材料の炭素繊維方向が一方向に延びて形成された補強部材である。そして、本実施形態では、長手方向に延びて形成されることで案内の基準となる第二スライド部材に対して、ＵＤテープの炭素繊維強化プラスチック材料の炭素繊維方向である一方向が、第二スライド部材の長手方向と略平行方向となっている。したがって、長手方向に延びて形成される梁部材としての第二スライド部材に撓み方向の力が加わると、ＵＤテープがこの撓み方向の力に抗する力の作用を発揮することになるので、第二スライド部材がアルミニウム合金である場合でも、アルミニウム合金とＵＤテープが協働することで、鉄系材料のみによって構成された場合の第二スライド部材と同等の強度と剛性を備えるとともに、軽量化と低コスト化を実現した第二スライド部材を実現することが可能となる。
【００１３】
以上、本実施形態に係る案内装置の基本構成を説明した。次に、本発明の具体的な実施例について、図面を用いて説明する。なお、以下の各実施例は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、各実施例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。
【００１４】
［第一の実施例］
図１〜図４を用いて、第一の実施例に係る案内装置１０を説明する。ここで、図１は、第一の実施例に係る案内装置の全体構成を示した外観斜視図であり、第二スライド部材に対して第一スライド部材および第三スライド部材が収納された状態を示している。一方、図２は、第一の実施例に係る案内装置の全体構成を示した外観斜視図であり、第二スライド部材に対して第一スライド部材および第三スライド部材が引き出された状態を示している。また、図３は、図１におけるＡ−Ａ線断面を示した断面図である。さらに、図４は、第一の実施例に係る案内装置が発揮し得る効果を説明するための図である。なお、本明細書では、説明の便宜のために、図１〜図３で示すように案内装置１０の方向を定義した。ただし、この方向は、第一の実施例に係る案内装置１０の使用時の方向を示すものではなく、第一の実施例に係る案内装置１０は、あらゆる姿勢で使用することができる。つまり、図１〜図３で示した「前、後、上、下、左、右」の方向は、あくまで説明の便宜のために決定したものである。
【００１５】
第一の実施例に係る案内装置１０は、長手方向に延びて形成される第二スライド部材１１と、第二スライド部材１１の長手方向で相対的にスライド移動可能に組み付けられる第一スライド部材２１と、第二スライド部材１１の長手方向で相対的にスライド移動可能に組み付けられる第三スライド部材３１と、を備える。第一の実施例では、第二スライド部材１１の右側に第一スライド部材２１が配置され、第二スライド部材１１の左側に第三スライド部材３１が配置されている。
【００１６】
第二スライド部材１１は、図３に示すように、断面略Ｈ字形をした長尺の軸状部材であり、上下一対の側壁１２，１３と、この側壁１２，１３を繋ぐ連結壁１４とを備える。側壁１２，１３と連結壁１４とは一体に形成される。第二スライド部材１１を断面略Ｈ字形として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１４の薄肉化、軽量化を図ることができる。なお、第一の実施例に係る案内装置１０では、第二スライド部材１１はアルミニウム合金で形成されている。
【００１７】
第二スライド部材１１を構成する上下一対の側壁１２，１３の間には、複数のボール４１を介して第一スライド部材２１と第三スライド部材３１が前後方向にスライド可能に設置される。第一スライド部材２１と第三スライド部材３１の断面形状は、略四角形で構成される。第一スライド部材２１と第三スライド部材３１は、左右対称の第二スライド部材１１の連結壁１４の左右に配置される。すなわち、第一スライド部材２１と第三スライド部材３１は、上下一対の側壁１２，１３と連結壁１４とで三方を囲まれた空間内に収納されるように配置されている。
【００１８】
第二スライド部材１１の上下の側壁１２，１３それぞれの内面には、第二スライド部材側転動体転走面としての第二スライド部材側ボール転走溝１５が形成されている。この第二スライド部材側ボール転走溝１５は、第二スライド部材１１の上下の側壁１２，１３それぞれの内面の左右に１条ずつ、合計４条形成されている。一方、第一スライド部材２１と第三スライド部材３１の上下面それぞれには、第二スライド部材側ボール転走溝１５に対向する第一スライド部材側転動体転走面および第三スライド部材側転動体転走面としての第一スライド部材側ボール転走溝２５および第三スライド部材側ボール転走溝３５が１条ずつ形成されている。つまり、第一スライド部材２１の上下面には、１条ずつ、合計２条の第一スライド部材側ボール転走溝２５が形成されており、また、第三スライド部材３１の上下面には、１条ずつ、合計２条の第三スライド部材側ボール転走溝３５が形成されている。互いに対向する第二スライド部材側ボール転走溝１５と第一および第三スライド部材側ボール転走溝２５，３５とによって、ボール転走路が形成される。第二スライド部材側ボール転走溝１５と第一および第三スライド部材側ボール転走溝２５，３５の溝断面形状は、例えば単一の円弧からなるサーキュラーアーク溝で形成することができ、対向配置された一対のサーキュラーアーク溝で構成されたボール転走路には、複数のボール４１が転動自在な状態で配置される。
【００１９】
複数のボール４１は、板状のケージ４２で保持されているので、第二スライド部材１１から第一スライド部材２１と第三スライド部材３１がそれぞれ前後方向に引き出されたり、引き込まれたりするときに、第二スライド部材側ボール転走溝１５と第一および第三スライド部材側ボール転走溝２５，３５の間で転動する複数のボール４１は、整列状態を維持したまま転動動作を実行することが可能となっている。なお、第一の実施例に係る案内装置１０では、第二スライド部材１１に対する第一スライド部材２１の相対的なスライド移動を可能とするために第二スライド部材１１と第一スライド部材２１との間に設けられる本発明の第一移動機構と、第二スライド部材１１に対する第三スライド部材３１の相対的なスライド移動を可能とするために第二スライド部材１１と第三スライド部材３１との間に設けられる本発明の第二移動機構とが、複数のボール４１によって構成されている。
【００２０】
また、第一の実施例に係る案内装置１０では、図２に示すように、第一スライド部材２１と第三スライド部材３１が第二スライド部材１１に対して互いに反対方向に引き出されるように構成されている。この構成は、第二スライド部材１１から引き出される第一スライド部材２１と第三スライド部材３１のストロークを確保するためである。
【００２１】
以上説明した第一の実施例に係る案内装置１０において、第二スライド部材１１の上下面には、シート状の補強部材であるＵＤテープ５１が貼り付けられている。このＵＤテープ５１は、炭素繊維強化プラスチック材料によって構成されたものであり、より具体的には、ＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics：炭素繊維強化プラスチック）のプリプレグを積層してシート状に形成するとともに一面に接着剤を施してテープ状に形成したものである。したがって、アルミニウム合金で構成される第二スライド部材１１に対して外力が加わった場合、ＵＤテープ５１が存在することで第二スライド部材１１の強度と剛性を高める効果を発揮できる。
【００２２】
また、このＵＤテープ５１は、ＵＤテープ５１を構成する炭素繊維強化プラスチック材料の炭素繊維方向が一方向に延びて形成されるとともに、当該一方向が第二スライド部材１１の長手方向と略平行方向であるという特徴を備えている。したがって、長手方向に延びて形成される梁部材としての第二スライド部材１１に撓み方向の力が加わると、ＵＤテープ５１がこの撓み方向の力に抗する力の作用を発揮することになるので、たとえ第二スライド部材１１がアルミニウム合金であったとしても、アルミニウム合金からなる第二スライド部材１１と炭素繊維強化プラスチック材料からなるＵＤテープ５１が協働することで、第二スライド部材を鉄系材料のみで構成した場合と同等の強度と剛性を備えるとともに、軽量化と低コスト化を実現した第二スライド部材１１を実現することが可能となっている。
【００２３】
次に、図４を参照して、上述した第一の実施例に係る案内装置１０が発揮し得る具体的な効果についての説明を行う。ここで、図４では、第二スライド部材が鉄系材料であるＳＵＳ３０４のみで形成された従来技術に係る案内装置と、第二スライド部材１１がアルミニウム合金にＵＤテープ５１を貼り付けて形成された第一の実施例に係る案内装置１０と、第二スライド部材がアルミニウム合金のみで形成された比較例に係る案内装置と、の性能比較を行った結果が示されている。
【００２４】
図４で示される比較検証実験では、梁部材の曲げ変形のし難さを示す指標であって、部材の断面形状と大きさで決まる断面二次モーメントIと、その材料のヤング率Ｅとの積ＥＩで表される曲げ剛性ＥＩを４．７×１０６ＧＰａで統一した場合の「従来技術」、「第一の実施例」、「比較例」が取り得る外形寸法と重量を比較した。
【００２５】
まず、外形寸法について、従来技術であるＳＵＳ３０４のみで形成された第二スライド部材の高さ寸法は、２７ｍｍである。これに対し、比較例であるアルミニウム合金のみで形成された第二スライド部材の場合、同一の曲げ剛性ＥＩを確保しようとすると、第二スライド部材の高さ寸法は３４．５ｍｍ必要となるため、外形寸法が非常に大きくなってしまう。つまり、アルミニウム合金単体で鉄系材料と同等の曲げ剛性を確保しようとすると、外形寸法が非常に大きくなってしまうので、設置寸法等の制約が発生してしまい、従来技術と同様の条件で案内装置を使用できないという問題が発生することとなる。しかし、アルミニウム合金にＵＤテープ５１を貼り付けて形成された第二スライド部材１１を用いた第一の実施例に係る案内装置１０の場合、従来技術と同一の曲げ剛性ＥＩを確保した場合の第二スライド部材１１の高さ寸法は、２７ｍｍとなる。また、第二スライド部材１１の上下面に貼り付けられたＵＤテープ５１の厚み寸法を加えた全部材の高さ寸法は３０．８ｍｍであるため、設置寸法等の制約条件に及ぼす影響が最小限に抑えられている。さらに、第一の実施例に係る第二スライド部材１１は、鉄系材料のみで構成された従来技術に係る第二スライド部材と同一寸法で形成することで同一の曲げ剛性ＥＩを確保することができているので、ボール４１や第一スライド部材２１、第三スライド部材３１等の他の構成部材の設計変更を行うことなく、第一の実施例に係る案内装置１０を実現できる。
【００２６】
また、「従来技術」、「第一の実施例」、「比較例」の重量を比較した。ここで、第二スライド部材の重量は、長手方向の長さ寸法が４５０ｍｍの場合の重量に基づいて比較を行った。まず、従来技術であるＳＵＳ３０４のみで形成された第二スライド部材の重量は、１，０８５ｇであった。また、比較例であるアルミニウム合金のみで形成された第二スライド部材の重量は、６４４ｇであった。これに対し、アルミニウム合金にＵＤテープ５１を貼り付けて形成された第二スライド部材１１を用いた第一の実施例に係る案内装置１０の場合、第二スライド部材１１の重量は４９８ｇとなり、従来技術に比べて５８７ｇの軽量化が実現し、さらには、アルミニウム合金単体で第二スライド部材を構成した比較例と比べても、１４６ｇの軽量化が実現した。
【００２７】
図４を用いて説明した検証結果から、アルミニウム合金からなる第二スライド部材１１と炭素繊維強化プラスチック材料からなるＵＤテープ５１を組み合わせて用いる第一の実施例に係る案内装置１０では、鉄系材料のみで第二スライド部材を構成した従来技術や、アルミニウム合金単体で第二スライド部材を構成した比較例と比較して、外形寸法の増加を抑制しつつ強度と剛性の向上が実現されている。特に、第一の実施例に係る案内装置１０では、従来技術と同一寸法の第二スライド部材１１をアルミニウム合金で製造し、その表面にＵＤテープ５１を貼り付けるだけで、従来の案内装置と同等の強度と剛性を維持しつつ軽量化した案内装置１０が実現できている。つまり、第一の実施例に係る案内装置１０によれば、従来技術に比べて製造コストの増加を抑制しつつも軽量化に基づく使用範囲の拡大効果を得ることが可能な案内装置が実現する。
【００２８】
以上、図１〜図４を用いて第一の実施例に係る案内装置１０を説明した。次に、本発明が取り得る第一の実施例とは別形態の実施例について、図５〜図９を用いて説明する。
【００２９】
［第二の実施例］
図５〜図９を用いて、第二の実施例に係る案内装置１１０を説明する。ここで、図５は、第二の実施例に係る案内装置の全体構成を示した外観斜視図であり、第二スライド部材に対して第一スライド部材および第三スライド部材が収納された状態を示している。一方、図６は、第二の実施例に係る案内装置の全体構成を示した外観斜視図であり、第二スライド部材に対して第一スライド部材および第三スライド部材が引き出された状態を示している。また、図７は、第二の実施例に係る案内装置を構成する第一および第三スライド部材と第一および第二移動機構の具体的な構成を説明するための図であり、図中の分図（ａ）が外観構成を示す斜視図であり、分図（ｂ）がスライド移動機構の構成を示した要部断面図である。さらに、図８は、第二の実施例に係る案内装置を構成する第二スライド部材を示した外観斜視図である。またさらに、図９は、第二の実施例に係る案内装置が発揮し得る効果を説明するための図である。なお、本明細書では、説明の便宜のために、図５および図６で示すように案内装置１１０の方向を定義した。ただし、この方向は、第二の実施例に係る案内装置１１０の使用時の方向を示すものではなく、第二の実施例に係る案内装置１１０は、あらゆる姿勢で使用することができる。つまり、図５および図６で示した「前、後、上、下、左、右」の方向は、あくまで説明の便宜のために決定したものである。
【００３０】
第二の実施例に係る案内装置１１０は、長手方向に延びて形成される第二スライド部材１１１と、第二スライド部材１１１の長手方向で相対的にスライド移動可能に組み付けられる第一スライド部材１２１と、第二スライド部材１１１の長手方向で相対的にスライド移動可能に組み付けられる第三スライド部材１３１と、を備える。第二の実施例では、第二スライド部材１１１の右側に第一スライド部材１２１が配置され、第二スライド部材１１１の左側に第三スライド部材１３１が配置されている。
【００３１】
第二スライド部材１１１は、図８に示すように、平板形をした長尺のプレート状部材である。なお、第二の実施例に係る案内装置１１０では、第二スライド部材１１１はアルミニウム合金で形成されている。
【００３２】
一方、第一スライド部材１２１および第三スライド部材１３１のそれぞれは、スライド移動方向に延びて形成された２条の第一スライド部材側転動体転走面および第三スライド部材側転動体転走面としての第一スライド部材側ボール転走溝１２２および第三スライド部材側ボール転走溝１３２を有する軌道レール部材として形成されている。また、第二の実施例に係る第一移動機構１２３および第二移動機構１３３は、第一スライド部材１２１および第三スライド部材１３１のそれぞれに形成された複数条の第一および第三スライド部材側ボール転走溝１２２，１３２を転動自在とされた複数のボール１４１を無限循環可能とするとともに、プレート状に形成された第二スライド部材１１１に固定設置されるブロック部材として形成されている。すなわち、第二の実施例では、第一スライド部材１２１と第一移動機構１２３が図７で示すリニアガイドによって構成されており、第三スライド部材１３１と第二移動機構１３３が図７で示すリニアガイドによって構成されている。なお、第二の実施例では、１本の軌道レール部材として構成される第一スライド部材１２１および第三スライド部材１３１のそれぞれに対して、ブロック部材として構成される第一移動機構１２３および第二移動機構１３３が２つずつ設置された構成が採用されている。
【００３３】
ここで、リニアガイドとして構成される第一スライド部材１２１および第三スライド部材１３１と、第一移動機構１２３および第二移動機構１３３の具体的構成について、図７を用いて説明する。
【００３４】
図７に示すように、第二の実施例に係るリニアガイドは、軌道レール部材としての第一スライド部材１２１および第三スライド部材１３１と、軌道レール部材に複数のボール１４１を介して移動自在に取り付けられるブロック部材としての第一移動機構１２３および第二移動機構１３３と、を備えている。
【００３５】
第一スライド部材１２１および第三スライド部材１３１は、その長手方向と直交する断面が略矩形状もしくは略台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１４１が転がる軌道面である第一スライド部材側転動体転走面および第三スライド部材側転動体転走面としての第一スライド部材側ボール転走溝１２２および第三スライド部材側ボール転走溝１３２が、第一スライド部材１２１および第三スライド部材１３１の全長にわたって形成されている。ここで、図７において例示する第一および第三スライド部材側ボール転走溝１２２，１３２の溝数は左右で１条ずつ、合計２条設けられている構成となっているが、その溝数は任意に変更することができる。さらに、図７において例示するリニアガイドは、複数のボール１４１のみが整列して転走する、いわゆる総ボールタイプのリニアガイドとして例示されているが、例えば、転動体としてのボール１４１はローラに変更することができる。また、ボール１４１を保持するリテーナによってボール１４１が保持されて整列される形式のリニアガイドに対しても、本発明は適用可能である。
【００３６】
一方、ブロック部材としての第一移動機構１２３および第二移動機構１３３には、軌道レール部材の第一および第三スライド部材側ボール転走溝１２２，１３２とそれぞれ対応する位置にボール１４１が転がる軌道面としての負荷転動体転走面１２４，１３４が設けられている。第一スライド部材１２１および第三スライド部材１３１の第一および第三スライド部材側ボール転走溝１２２，１３２と、第一移動機構１２３および第二移動機構１３３の負荷転動体転走面１２４，１３４とによって負荷転動体転走路１２７，１３７が形成され、複数のボール１４１が負荷を受けた状態で転走可能に配置されている。さらに、図７に示すように、第一移動機構１２３および第二移動機構１３３には、負荷転動体転走路１２７，１３７と所定間隔を隔てて平行に伸びる無負荷戻し通路１２８，１３８と、負荷転動体転走路１２７，１３７と無負荷戻し通路１２８，１３８とを結ぶ方向転換路１２９，１３９が設けられている。１つの負荷転動体転走路１２７，１３７および無負荷戻し通路１２８，１３８と、それらを結ぶ一対の方向転換路１２９，１３９との組み合わせによって、１つの無限循環路が形成される。そして、複数のボール１４１が、負荷転動体転走路１２７，１３７と無負荷戻し通路１２８，１３８と一対の方向転換路１２９，１３９とから構成される無限循環路に無限循環可能に設置されることにより、第一移動機構１２３および第二移動機構１３３が第一スライド部材１２１および第三スライド部材１３１に対して相対的に往復運動自在となっている。
【００３７】
以上説明したブロック部材としての第一移動機構１２３および第二移動機構１３３が、プレート状の第二スライド部材１１１に固定設置されることで、図５および図６に示す第二の実施例に係る案内装置１１０が構成されている。また、第二の実施例に係る案内装置１１０は、図６に示すように、第一スライド部材１２１と第三スライド部材１３１が第二スライド部材１１１に対して互いに反対方向に引き出されるように構成可能となっている。この構成は、第二スライド部材１１１から引き出される第一スライド部材１２１と第三スライド部材１３１のストロークを確保するためである。
【００３８】
以上説明した第二の実施例に係る案内装置１１０において、第二スライド部材１１１の上下面には、シート状の補強部材であるＵＤテープ１５１が貼り付けられている（図８等参照）。このＵＤテープ５１は、炭素繊維強化プラスチック材料によって構成されたものであり、より具体的には、ＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics：炭素繊維強化プラスチック）のプリプレグを積層してシート状に形成するとともに一面に接着剤を施してテープ状に形成したものである。したがって、アルミニウム合金で構成される第二スライド部材１１１に対して外力が加わった場合、ＵＤテープ１５１が存在することで第二スライド部材１１１の強度と剛性を高める効果を発揮できる。
【００３９】
また、このＵＤテープ１５１は、ＵＤテープ１５１を構成する炭素繊維強化プラスチック材料の炭素繊維方向が一方向に延びて形成されるとともに、当該一方向が第二スライド部材１１１の長手方向と略平行方向であるという特徴を備えている。したがって、長手方向に延びて形成される梁部材としての第二スライド部材１１１に撓み方向の力が加わると、ＵＤテープ１５１がこの撓み方向の力に抗する力の作用を発揮することになるので、たとえ第二スライド部材１１１がアルミニウム合金であったとしても、アルミニウム合金からなる第二スライド部材１１１と炭素繊維強化プラスチック材料からなるＵＤテープ１５１が協働することで、第二スライド部材を鉄系材料のみで構成した場合と同等の強度と剛性を備えるとともに、軽量化と低コスト化を実現した第二スライド部材１１１を実現することが可能となっている。
【００４０】
次に、図９を参照して、上述した第二の実施例に係る案内装置１１０が発揮し得る具体的な効果についての説明を行う。ここで、図９では、第二スライド部材１１１がアルミニウム合金にＵＤテープ１５１を貼り付けて形成された第二の実施例に係る案内装置１１０と、第二スライド部材がアルミニウム合金のみで形成された比較例に係る案内装置と、の性能比較を行った結果が示されている。
【００４１】
図９で示される比較検証実験では、梁部材の曲げ変形のし難さを示す指標であって、部材の断面形状と大きさで決まる断面二次モーメントIと、その材料のヤング率Ｅとの積ＥＩで表される曲げ剛性ＥＩを１０×１０５ＧＰａで統一した場合の「第二の実施例」、「比較例」が取り得る外形寸法と重量を比較した。
【００４２】
まず、外形寸法について、比較例であるアルミニウム合金のみで形成された第二スライド部材の場合、曲げ剛性ＥＩが１０×１０５ＧＰａであることを確保しようとすると、第二スライド部材の高さ寸法は２６ｍｍ、幅寸法は９ｍｍが必要であった。一方、アルミニウム合金にＵＤテープ１５１を貼り付けて形成された第二スライド部材１１１を用いた第二の実施例に係る案内装置１１０の場合、同一の曲げ剛性ＥＩを確保した場合の第二スライド部材１１１の高さ寸法は、２４ｍｍとなる。また、第二スライド部材１１１の上下面に貼り付けられたＵＤテープ１５１の厚み寸法を加えた全部材の高さ寸法も２６ｍｍとすることができた。さらに、第二スライド部材１１１の幅寸法は５ｍｍとすることができ、第二スライド部材１１１の上下面に貼り付けられたＵＤテープ１５１の幅寸法は４ｍｍとすることができた。このように、アルミニウム合金のみで形成された比較例に係る第二スライド部材に比べて、第二の実施例の場合、同一の曲げ剛性ＥＩを有しながらも、ＵＤテープ１５１を含む第二スライド部材１１１の総高さ寸法を同寸法とし、幅寸法を−４ｍｍとすることで、外形寸法を減少させることが可能となっている。つまり、第二の実施例に係る第二スライド部材１１１によれば、設置寸法等の制約条件に及ぼす影響を最小限に抑えることが可能となっている。
【００４３】
また、「第二の実施例」、「比較例」の重量を比較した。ここで、第二スライド部材の重量は、長手方向の長さ寸法が４５０ｍｍの場合の重量に基づいて比較を行った。まず、比較例であるアルミニウム合金のみで形成された第二スライド部材の重量は、２８３ｇであった。これに対し、アルミニウム合金にＵＤテープ１５１を貼り付けて形成された第二スライド部材１１１を用いた第二の実施例に係る案内装置１１０の場合、第二スライド部材１１１の重量は１５６ｇとなり、アルミニウム合金単体で第二スライド部材を構成した比較例と比較して、１２７ｇの軽量化が実現した。
【００４４】
図９を用いて説明した検証結果から、アルミニウム合金からなる第二スライド部材１１１と炭素繊維強化プラスチック材料からなるＵＤテープ１５１を組み合わせて用いる第二の実施例に係る案内装置１１０では、アルミニウム合金単体で第二スライド部材を構成した比較例と比較して、外形寸法の増加を抑制しつつ軽量化が実現されている。特に、第二の実施例に係る案内装置１１０では、第二スライド部材１１１をアルミニウム合金で製造し、その表面にＵＤテープ１５１を貼り付けるだけで製造できるので、製造コストの増加を抑制しつつも軽量化に基づく使用範囲の拡大効果を得ることが可能な案内装置が実現している。
【００４５】
以上、本発明の好適な実施形態および実施例について説明したが、本発明の技術的範囲は上記した実施形態および各実施例に記載の範囲には限定されない。上記実施形態および各実施例には、多様な変更又は改良を加えることが可能である。
【００４６】
例えば、上述した第二の実施例に係る第二スライド部材１１１は、平板形をした長尺のプレート状部材であった。しかしながら、本発明に係る案内装置に用いられる第二スライド部材には、様々な形態を採用することができる。すなわち、図１０に示すように、外観が略Ｌ字形に折れ曲がった第二スライド部材２１１を用いた案内装置２１０を構成してもよいし、図１１に示すように、外観が略Ｓ字形に折れ曲がった第二スライド部材３１１を用いた案内装置３１０を構成してもよい。なお、図１０および図１１は、本発明に係る案内装置の第二スライド部材が取り得る多様な変形形態の一例を示す図である。
【００４７】
また例えば、図４および図９で示した曲げ剛性ＥＩの値については、次の考え方に基づいて本発明の案内装置に適用することができる。すなわち、第二スライド部材と補強部材を合わせた全体としての剛性値に関して、
・第二スライド部材側転動体転走面が形成された部位（第二スライド部材）について、その部位の材質（アルミ・鉄等）のヤング率（あるいは、引っ張り弾性率）と断面２次モーメントの積をＡとし、
・第二スライド部材と接着するＣＦＲＰ部（補強部材）について、ＣＦＲＰ部のヤング率（あるいは、引張り弾性率）と断面２次モーメントの積をＢとしたとき、
第二スライド部材と補強部材を合わせた全体としての剛性値は、２積の和（積Ａ＋Ｂ）となる。そして、ある剛性値となるように第二スライド部材の形状を設計する際には、上記式（積Ａ＋Ｂ）にて設計値を求めることができる。なお、上記式の補強部材は、ＣＦＲＰを例としているが、ＧＦＲＰ（Glass Fiber Reinforced Plastics：ガラス繊維強化プラスチック）等の異素材の場合は、それぞれの材質のヤング率（引っ張り弾性率）を適用すればよい。また、第二スライド部材と補強部材の材質が２種類以上となる場合においても、上記式により全体の剛性値が算出できる。第二スライド部材の材質が樹脂で、補強部材の材質がアルミ等の場合においても、上記式にて剛性値や第二スライド部材の形状を求めることができる。このように、本発明に係る案内装置は、あらゆる使用条件に適用させて用いることが可能である。
【００４８】
また例えば、採用される補強部材の種類については、上述したＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics：炭素繊維強化プラスチック）の他に、ＧＦＲＰ（Glass Fiber Reinforced Plastics：ガラス繊維強化プラスチック）や、ＫＦＲＰ（Kevlar Fiber Reinforced Plastics：アラミド繊維強化プラスチック）などを採用することができ、もしくはこれら複数種類の材料を組み合わせて用いてもよい。また、ＣＦＲＰ等は、強度と剛性の面で大変優れており、カーボン繊維の積層方向や積層数を変化させることによって、所望の形状に対して強度を持たせ、且つ、軽量化を図ることとしてもよい。
【００４９】
また例えば、上述した第一および第二の実施例では、第二スライド部材１１，１１１の上下面の全面に対してＵＤテープ５１，１５１を貼り付けた形態例を示したが、本発明では、案内装置の仕様条件に応じて補強部材であるＵＤテープ５１，１５１の貼り付け範囲を適宜変更することができる。
【００５０】
また例えば、上述した第一および第二の実施例では、第二スライド部材がアルミニウム合金などの非鉄金属材料からなることを想定していたが、本発明の第二スライド部材には、鉄系金属材料を採用してもよい。
【００５１】
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。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明に係る案内装置は、例えば、テーブル、引出し、キャビネット、機器等が引き出され、引き込まれるのを案内する装置として用いることができ、その利用範囲は、車両や航空機などの輸送機器分野や、検査機械などの医療機器分野、工作機械などの生産設備機器分野、家具などの民生機器分野などといった、あらゆる産業分野で利用することが可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１０，１１０，２１０，３１０  案内装置、１１，１１１，２１１，３１１  第二スライド部材、１２，１３  側壁、１４  連結壁、１５  第二スライド部材側ボール転走溝（第二スライド部材側転動体転走面）、２１  第一スライド部材、２５，１２２  第一スライド部材側ボール転走溝（第一スライド部材側転動体転走面）、３１  第三スライド部材、３５，１３２  第三スライド部材側ボール転走溝（第三スライド部材側転動体転走面）、４１  ボール（第一移動機構、第二移動機構）、４２  ケージ、５１，１５１  ＵＤテープ（補強部材）、１２１  第一スライド部材（軌道レール部材）、１３１  第三スライド部材（軌道レール部材）、１２３  第一移動機構（ブロック部材）、１３３  第二移動機構（ブロック部材）、１２４，１３４  負荷転動体転走面、１２７，１３７  負荷転動体転走路、１２８，１３８  無負荷戻し通路、１２９，１３９  方向転換路、１４１  ボール。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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