(57)【要約】【課題】ローラの摩擦を小さくでき、その結果移動部材が軌道部材をスライドする際の摺動抵抗を小さくでき、安定した動きが得られる運動案内装置を提供する。【解決手段】運動案内装置は、ローラ転走面１ｂ…を有する軌道レール１と、ローラ転走面１ｂ…に対応する負荷ローラ転走面４ｄ…を含むローラ循環路を有して、該軌道レール１に相対運動自在に組み付けられる移動ブロック２と、前記ローラ循環路内に回転軸を互いに平行にした状態で配列されて、軌道レール１に対する移動ブロック２の相対運動に併せて循環する金属製の複数のローラ３…と、ローラ３…を回転・摺動自在に保持するローラリテーナ１０を備える。移動ブロック２には、負荷ローラ転走面４ｄを転がるローラ３…の軸線方向の端面３ａ，３ａに接触できる、金属製ではなく樹脂製のみの突当て面１６，１６が形成される。【選択図】　　　図１
2004124956.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ローラ転走面を有する軌道部材と、前記ローラ転走面に対応する負荷ローラ転走面を含むローラ循環路を有して、該軌道部材に相対運動自在に組み付けられる移動部材と、前記ローラ循環路内に回転軸を互いに平行にした状態で配列されて、前記軌道部材に対する前記移動部材の相対運動に併せて循環する金属製の複数のローラと、前記複数のローラを回転・摺動自在に保持するローラリテーナとを備える運動案内装置において、
前記移動部材には、前記負荷ローラ転走面を転がる前記ローラの軸線方向の端面に接触できる、金属製ではなく樹脂製のみの突当て面が設けられることを特徴とする運動案内装置。
【請求項２】
前記ローラリテーナは、前記ローラ間に介在され、隣り合う前記ローラの外周面に形状を合わせた凹面を両側に有する複数の間座部と、前記ローラの回転軸方向の端面から外側に張り出し、前記間座部各々を連結する連結部とを有する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】
前記突当て面は、前記軌道部材から前記移動部材を取り外した際に、前記ローラリテーナの前記連結部に係合して前記負荷ローラ転走面からの前記ローラの脱落を防止する保持部に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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、案内対象の直線運動又は曲線運動を案内するための運動案内装置に関し、特に軌道部材と移動部材との間に転がり運動するローラを介在させた転がり型の運動案内装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
運動案内装置は、軌道レールと、多数の転動体を介して軌道レールに沿って移動自在に設けられた移動ブロックと、軌道レールと移動ブロックとの間に組み込まれる複数のローラを備える。図４はローラが組み込まれた従来の運動案内装置を示す。移動ブロック２１が軌道レール２２に対して移動すると、ローラ転走面２１ａ，２２ａ間の負荷域のローラ２３…が転がり運動する。
【０００３】
一般にボールは球体であるので回転軸が無限に存在し、あらゆる方向に臨機応変に移動することができる。しかし、ローラ２３…は円筒形をしているので転がり運動する際の回転軸が１つしか存在しない。このため移動方向はたったの一方向に限られてしまう。滑りを伴わずに転がり運動するためには、ローラ２３…の回転軸と進行方向との直角が保たれていなければならない。
【０００４】
ローラ２３…を使用した運動案内装置では、移動ブロック２１のローラ転走面２１ａと軌道レール２２のローラ転走面２２ａとの平行が狂っていたとき、または移動ブロック２１に偏荷重が作用したときなど、ローラ２３…の回転軸と進行方向との直角が保たれなくなることがある。このようにローラ２３…が正規の回転軸に対して傾く現象がスキューと呼ばれる。
【０００５】
従来の運動案内装置では、移動ブロック２１のローラ転走面２１ａの近傍に段差２４を形成し、この段差２４の突当て面２４ａをローラの回転軸方向の端面に接触させ、これによりローラ２３…のスキューを防止していた（例えば本出願人が提案した特許文献１参照）。段差２４はこの図４に示されるように、ローラ２３の軸線方向の片側にのみ形成されることもあるし、両側に形成されることもある。またこの他に、ローラの軸線方向の片側のみに段差を形成し、のこりの片側に鉄板を突き当ててローラとの隙間を調整することも行なわれていた。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−５４６３３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ローラがスキューを起こしたとき、ローラが傾いて突当て面を押す力は極めて大きくなる。このため従来突当て面には、強度の大きい金属製のもの（例えば移動ブロックのローラ転走面と同じ材質の金属）が使用され、金属と金属との接触によりローラのスキューを防止するのが常識であった。
【０００８】
しかし金属と金属との接触では、摩擦係数が大きく、その結果移動ブロックが軌道レールをスライドする際の摺動抵抗が大きくなり、安定した動きが得にくいおそれがある。
【０００９】
そこで本発明は、ローラのスキューを防止でき、また移動部材が軌道部材をスライドする際の摺動抵抗を小さくできる運動案内装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
以下本発明について説明する。上記課題を解決するために本発明は、ローラ転走面を有する軌道部材と、前記ローラ転走面に対応する負荷ローラ転走面を含むローラ循環路を有して、該軌道部材に相対運動自在に組み付けられる移動部材と、前記ローラ循環路内に回転軸を互いに平行にした状態で配列されて、前記軌道部材に対する前記移動部材の相対運動に併せて循環する金属製の複数のローラと、前記複数のローラを回転・摺動自在に保持するローラリテーナとを備える運動案内装置において、前記移動部材には、負荷ローラ転走面を転がる前記ローラの軸線方向の端面に接触できる、金属製ではなく樹脂製のみの突当て面が形成されることを特徴とする運動案内装置により、上述した課題を解決する。
【００１１】
この発明によれば、ローラのスキューを防止するための突当て面とローラの端面との接触が、樹脂のみと金属との接触になるため摩擦係数が小さくなる。このため、移動部材が軌道部材をスライドする際の摺動抵抗が小さくなり、安定した動きが得られる。またローラがローラリテーナによって連結されていると、スキューを生じ難くなる。このため、突当て面を樹脂製にしてもローラのスキューを防止できる。
【００１２】
本発明の好ましい一態様は、前記ローラリテーナは、前記ローラ間に介在され、隣り合う前記ローラの外周面に形状を合わせた凹面を両側に有する複数の間座部と、前記ローラの回転軸方向の端面から外側に張り出し、前記間座部各々を連結する連結部とを有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の好ましい一態様は、前記突当て面が、前記軌道部材から前記移動部材を取り外した際に、前記ローラリテーナの前記連結部に係合して前記負荷ローラ転走面からの前記ローラの脱落を防止する保持部に形成されることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、ローラ保持部に、軌道部材から前記移動部材を取り外した際にローラが脱落するのを防止する機能と、ローラのスキューを防止する機能とを持たせることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１の実施形態における直線運動案内装置を示す。この直線運動案内装置は、直線状に細長く延びる軌道部材としての軌道レール１と、この軌道レール１に対して相対的にスライド可能に組み付けられる移動部材としての移動ブロック２とを備えている。軌道レール１と移動ブロック２との間には、転がり運動可能な多数の転動体としての金属製のローラ３…が介在される。
【００１６】
軌道レール１は、断面略四角形状に形成される。軌道レール１の左右側面には、長手方向に沿って壁面１ｂ，１ｂおよび底面１ｃを有する溝１ａが形成される。溝１ａの両壁面１ｂ，１ｂは９０度の角度で交差する。上側の壁面１ｂおよび下側の壁面１ｂそれぞれが、ローラ３…が転走する転動体転走部としてのローラ転走面とされる。軌道レール１の左右側面には、上下に２条ずつ、合計４条のローラ転走面１ｂ…が形成され、これらローラ転走面１ｂ…は互いに平行に伸びている。
【００１７】
移動ブロック２は、軌道レール１の上面に対向する中央部２ａと、中央部２ａの左右両側から下方に延びて軌道レール１の左右側面に対向する側壁部２ｂ，２ｂとを備える。この移動ブロック２は、鋼製のブロック本体４と、ブロック本体４に組み込まれる樹脂循環路成形体と、樹脂循環路成形体が組み込まれたブロック本体の移動方向の両端面に装着される一対の側蓋５，５とを備える。ブロック本体４の側壁部４ｂ，４ｂには、軌道レール１の側面に設けた溝１ａに形状を合わせた突出部４ｃ，４ｃが形成される。この突出部４ｃ，４ｃには、ローラ転走面１ｂ，１ｂに対向する負荷転動体転走部としての２条の負荷ローラ転走面４ｄ，４ｄが形成される。負荷ローラ転走面４ｄ，４ｄは、ブロック本体４の左右側壁部４ｂ，４ｂの上下に２条ずつ合計４条設けられ、これら負荷ローラ転走面４ｄ…は互いに平行に伸びる。
【００１８】
移動ブロック２の側壁部２ｂ，２ｂには、上下２条の負荷ローラ転走面４ｄ，４ｄと所定間隔を隔てて平行に設けられる上下２条のローラ逃げ通路７，７と、負荷ローラ転走面４ｄ，４ｄとローラ逃げ通路７，７の両端を接続してローラ３…を循環させるＵ字状の方向転換路が設けられる。これらの負荷ローラ転走面４ｄ、方向転換路、およびローラ逃げ通路７によってローラ循環路が構成される。ローラ逃げ通路７…は、移動ブロック２の左右の側壁部２ｂ，２ｂの上下に２条ずつ合計４条設けられる。方向転換路は、上側の負荷ローラ転走面４ｄと下側のローラ逃げ通路７間、および下側の負荷ローラ転走面４ｄと上側のローラ逃げ通路間７を立体交差するように接続している。ローラ循環路は、左右の側壁部２ｂ，２ｂそれぞれに２つずつ合計４つ形成される。各ローラ循環路は一平面内に形成され、ローラ３…は各ローラ循環路内を２次元的に循環する。また、一方のローラ循環路が位置する平面と他方のローラ循環路が位置する平面とは直交し、一方のローラ循環路は他方のローラ循環路の内周側に配置される。
【００１９】
複数のローラはローラ循環路内にその回転軸を互いに平行にした状態で配列される。またローラ３…はローラリテーナを介して一連につなげられており、ローラリテーナ１０に回転・摺動自在に保持されつつローラ循環路を循環する。図２はローラリテーナに保持されたローラを示す。ローラ３，３間には、隣り合うローラ３，３の外周面に形状を合わせた凹面を両側に有する複数の間座部１０ｂ…が介在される。間座部１０ｂ…各々は、ローラ３…の回転軸方向の端面から外側に張り出す一対の連結部１０ｄ，１０ｄで連結される。
【００２０】
図１に示すように、樹脂循環路成形体は、負荷ローラ転走面４ｄ，４ｄの両側縁に沿って延びると共に軌道レール１から移動ブロック２を外した際に負荷ローラ転走面４ｄ，４ｄからのローラ３…の脱落を防止する保持部材１１，１１、ローラ逃げ通路を構成する逃げ通路構成部材１４…、および方向転換路を構成する方向転換路構成部材８…を備える。保持部材１１，１１、逃げ通路構成部材１４…、および方向転換路構成部材８…それぞれは、ブロック本体４とは別体に且つ互いに別体に樹脂で成形され、ブロック本体４に組み込まれる。
【００２１】
樹脂製の保持部材１１は、薄肉かつ長尺の樹脂成形品からなる第１保持部材１１ａ、第２保持部材１１ｂ、及び第３保持部材１１ｃとを一体にして構成される。第１保持部材１１ａは下側のローラ３…の下方側に配置される。第２保持部材１１ｂは下側のローラ３…と上側のローラ３…との間に配置される。第３保持部材１１ｃは上側のローラ３…の上方側に配置される。この保持部材１１，１１は、一対の側蓋５，５又は方向転換路構成部材８…間に挟まれることによって、両端が支持された状態で移動ブロック２に取り付けられている。
【００２２】
保持部材１１は、軌道レール１から移動ブロック２を取り外した際に、ローラリテーナ１０の連結部１０ｄに係合して負荷ローラ転走面４ｄ…からのローラ３…の脱落を防止する。詳しくは後述するが、これら第１保持部材１１ａ、第２保持部材１１ｂ及び第３保持部材１１ｃには、ローラ３…の軸線方向の端面に接触できる突当て面１６，１６が形成される（図３参照）。
【００２３】
逃げ通路構成部材１４…は、パイプを軸線方向と直交する方向に２分割した一対のパイプ半体１４ａ，１４ｂから構成される。これらのパイプ半体１４ａ，１４ｂそれぞれは、長手方向に沿ってローラ３…の形状に合わせた溝と、ローラリテーナ１０の連結部１０ｄを案内する案内溝とを備える。
【００２４】
方向転換路構成部材８には、立体交差するＵ字状の方向転換路が形成される。また、この方向転換路にはローラリテーナ１０の連結部１０ｄを案内する案内溝が形成されている。
【００２５】
側蓋５は、ブロック本体４と断面形状を合せ、中央部５ａと側壁部５ｂ，５ｂとを備えている。側壁部５ｂ，５ｂには外周側のローラ循環路の外周案内部が形成される。また側壁部５ｂ，５ｂには、方向転換路構成部材８，８が組み込まれる。側蓋５，５は、ブロック本体４の移動方向の両端に取り付けられる。側蓋５，５に形成されたボルト挿入孔にボルトを挿入し、ブロック本体４の端面に形成されたねじ孔にボルトをねじ込むことによって、側蓋５，５がブロック本体４に締め付け固定される。
【００２６】
側蓋５，５の内側には、ブロック本体４の負荷ローラ転走面に潤滑剤を供給するための潤滑剤供給プレート１２，１２が設けられる。
【００２７】
側蓋５，５の外側（すなわち移動ブロックの移動方向の両端面）には、エンドプレート１３，１３が取り付けられる。エンドプレート１３，１３も、ブロック本体４と断面形状を合せ、中央部１３ａと側壁部１３ｂ，１３ｂとを備えている。エンドプレート１３，１３は側蓋５，５にねじを螺合して取り付けられている。エンドプレート１３，１３の軌道レール１と対向する内側部の周縁にはシール部１３ｃが設けられている。
【００２８】
図３は、軌道レール１と移動ブロック２との間を転がる上側のローラ３の詳細断面図を示す。図中（Ａ）は本実施形態の詳細図を示し、図中（Ｂ）は比較例を示す。保持部材１１ｂ，１１ｃには、負荷ローラ転走面４ｄを転がるローラ３の軸線方向の端面３ａ，３ａに接触できる突当て面１６，１６が、ローラ３の軸線方向の両側に設けられる。突当て面１６，１６の位置は、負荷ローラ転走面４ｄを転がるローラ３の回転軸３ｂの軌道よりも外側に、且つ負荷ローラ転走面４ｄから等しい距離に配置される。突当て面１６，１６間の距離Ｌ＋ΔＬは、軸方向隙間ΔＬが生じるようにローラ３の回転軸方向の長さＬよりも僅かに長く設定される。突当て面１６，１６がローラ３の端面３ａに当接することにより、ローラ３が転がり運動する際に、ローラ３の回転軸３ｂが進行方向に対して直交する方向から傾くのが防止される。
【００２９】
本実施形態では、突当て面１６，１６は金属製ではなく樹脂製のみである。そして、ローラ３のスキューを防止するための突当て面１６とローラ３の端面３ａとの接触が、樹脂と金属との接触になる。このため、ローラ３が転がり運動する際の摩擦係数が小さくなり、移動ブロック２が軌道レールをスライドする際の摺動抵抗が小さくなり、安定した動きが得られる。
【００３０】
またローラリテーナ１０がローラ３を所定の姿勢に整列させるので、ローラ３にスキューが発生するのを防止できる。たとえスキューが発生しても、一対の連結部１０ｄ，１０ｄの弾性復元力により、ローラ３のスキューが修正され、ローラ３が再び所定の自転軸を保つ。樹脂製の突当て面１６，１６とローラリテーナ１０の併用によってローラ３のスキューをより防止できる。
【００３１】
図３中（Ｂ）は負荷ローラ転走面４ｄに段差１７を一体に形成し、金属製の突当て面１７ａをローラ３の端面３ａに接触させてスキューを防止する例を示す。また金属製の突当て面１７ａでスキューを防止する場合には、高い精度で突当て面１７ａを研削したり、段差１７の根元に逃げ溝１８を加工したりする必要がある。本実施形態のように突当て面１６を樹脂製にすることで、研磨工程等も必要なくなり、安価に運動案内装置を製造することができる。
【００３２】
またローラ３を挟んだ一対の突当て面１６，１６のローラ転走面からの距離が異なると、ローラ３がスキューを起こしたときに、片方の突当て面１６にローラ３が片あたりするおそれがあるが、等しい距離に配置することで、片あたりするのを防止することができる。
【００３３】
なお本実施形態は、特にローラ径が小さくなり、ローラの端面に突き当てられる突当て面が確保できない場合に特に有効である。また上記実施形態では、直線運動を案内する運動案内装置について説明しているが、もちろん直線運動に限られることはなく、曲線運動を案内する運動案内装置であってもよい。さらに保持部材、逃げ通路構成部材、および方向転換路構成部材それぞれは、ブロック本体をインサートしたインサート成形により、ブロック本体と一体に成形されてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ローラのスキューを防止するための突当て面とローラの端面との接触が、樹脂のみと金属との接触になるため摩擦係数が小さくなる。このため、移動部材が軌道部材をスライドする際の摺動抵抗が小さくなり、安定した動きが得られる。またローラがローラリテーナによって連結されていると、スキューを生じ難くなる。このため、突当て面を樹脂製にしてもローラのスキューを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の直線運動案内装置を示す分解斜視図。
【図２】ローラリテーナに保持されたローラを示す斜視図。
【図３】軌道レールと移動ブロックとの間を転がるローラの詳細断面図（図中（Ａ）は本実施形態を示し、図中（Ｂ）は比較例を示す）。
【図４】従来の運動案内装置を示す正面図。
【符号の説明】
１…軌道レール（軌道部材）
１ｂ…ローラ転走面（転動体転走部）
２…移動ブロック（移動部材）
３…ローラ（転動体）
４ｄ…負荷ローラ転走面（負荷転動体転走部）
３ｂ…回転軸
３ａ…端面
１０…ローラリテーナ
１０ｄ…連結部
１０ｂ…間座部
１１…保持部材
１６…突当て面
【図１】
2004124956.tif 000003
【図２】
2004124956.tif 000004
【図３】
2004124956.tif 000005
【図４】
2004124956.tif 000006