(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースに対して移動体が相対的に直線運動又は曲線運動するのを案内するための運動案内装置であって、
底面、左右の側面及び上面を有し、前記ベース又は前記移動体の一方に取り付けられる軌道レールと、
前記軌道レールの上面に対向する中央部と、前記軌道レールの左右の側面に対向する左右の側壁部と、を有し、前記軌道レールに対して相対的に直線運動又は曲線運動可能に組み付けられる移動ブロックと、
前記移動ブロックの左右の側面に設けられる変位吸収機構と、を備え、
前記変位吸収機構は、前記ベース又は前記移動体の他方に取り付けられる取付け体と、前記取付け体に結合され、前記取付け体が前記移動ブロックの上面に交差する方向に変位するときにせん断変形する変位吸収部と、を有し、
前記変位吸収部は、前記移動ブロックの側面と平行な金属板とゴム層とを積層してなる運動案内装置。
【請求項２】
前記移動ブロックの上面の少なくとも一部には、前記取付け体に取り付けられた前記ベース又は前記移動体の他方が、前記移動ブロックの上面に向かって変位し易いように、スペースが設けられ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】
前記変位吸収部は、前記移動ブロックの側面に加硫接着されるゴム層を有す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。
【請求項４】
ベースに対して移動体が相対的に直線運動又は曲線運動するのを案内するための運動案内装置であって、
底面、側面及び上面を有し、前記ベース又は前記移動体の一方に取り付けられる軌道レールと、
前記軌道レールの上面に対向する中央部と、前記軌道レールの側面に対向する側壁部と、を有し、前記軌道レールに対して相対的に直線運動又は曲線運動可能に組み付けられる移動ブロックと、
前記移動ブロックの側面に設けられる変位吸収機構と、を備え、
前記変位吸収機構は、前記ベース又は前記移動体の他方に取り付けられる取付け体と、前記取付け体に結合され、前記取付け体が前記移動ブロックの上面に交差する方向に変位するときにせん断変形する変位吸収部と、を有し、
前記取付け体は、前記移動ブロックの側面に対向する取付け体側壁部と、移動ブロックの上面に対向する取付け体上壁部と、を有し、
前記取付け体の前記取付け体上壁部に、前記取付け体を前記ベース又は前記移動体の他方に取り付けるための取付け孔が設けられる運動案内装置。
【請求項５】
前記変位吸収部は、前記移動ブロックの側面と前記取付け体側壁部との間に介在されたゴム層を有し、
このゴム層は、前記移動ブロックの上面と前記取付け体上壁部との間にもゆきわたることを特徴とする請求項４に記載の運動案内装置。
【請求項６】
前記取付け体は、前記移動ブロックの左右一対の側壁部に対応して二分割されることを特徴とする請求項４又は５に記載の運動案内装置。
【請求項７】
ベースに対して移動体が相対的に直線運動又は曲線運動する相対可動システムであって、
前記相対可動システムは、壁面を有する移動体と、前記移動体の前記壁面に対向する壁面を有するベースと、前記移動体の前記壁面と前記ベースの前記壁面との間に設けられ、前記ベースに対して前記移動体が相対的に直線運動又は曲線運動するのを案内する運動案内装置と、前記ベースに対して前記移動体を相対的に直線運動又は曲線運動させる駆動源と、を備え、
前記運動案内装置は、底面、左右の側面及び上面を有し、前記ベース又は前記移動体の一方に取り付けられる軌道レールと、前記軌道レールの上面に対向する中央部と、前記軌道レールの左右の側面に対向する左右の側壁部と、を有し、前記軌道レールに対して相対的に直線運動可能に組み付けられる移動ブロックと、前記移動ブロックの左右の側面に設けられる変位吸収機構と、を備え、
前記変位吸収機構は、前記ベース又は前記移動体の他方に取り付けられる取付け体と、前記取付け体に結合され、前記取付け体が前記移動ブロックの上面に交差する方向に変位するときにせん断変形する変位吸収部と、を備え、
前記変位吸収部は、前記移動ブロックの側面と平行な金属板とゴム層とを積層してなる相対可動システム。
【請求項８】
底面、左右の側面及び上面を有する軌道レールに、前記軌道レールの上面に対向する中央部と、前記軌道レールの左右の側面に対向する左右の側壁部と、を有する移動ブロックを、前記軌道レールに対して相対的に直線運動又は曲線運動可能に組み付けてなる運動案内装置に設けられる変位吸収機構であって、
前記変位吸収機構は、取付け孔が加工される取付け体と、前記取付け体に結合され、前記取付け体が前記移動ブロックの上面に交差する方向に変位するときにせん断変形する変位吸収部と、を有して、前記移動ブロックの左右の側面に設けられ、
前記変位吸収部は、前記移動ブロックの側面と平行な金属板とゴム層とを積層してなる変位吸収機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベースに対して移動体が相対的に直線運動又は曲線運動するのを案内するための運動案内装置、この運動案内装置が組み込まれた相対可動システム、並びに運動案内装置に設けられる変位吸収機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
運動案内装置は、ベースに対して移動体が相対的に直線運動又は曲線運動するのを案内するための機械要素であり、工作機械、半導体・液晶製造装置、自動車、ロボットなどの様々な機械に組み込まれる。【０００３】
図１６はこの種の運動案内装置を一軸で使用した例を示す。運動案内装置は、細長く伸びる軌道レール１に直線運動又は曲線運動可能に移動ブロック２を組み付けたものである。軌道レール１がベース３に取り付けられ、移動ブロック２がテーブルなどの移動体４に取り付けられる。軌道レール１と移動ブロック２との間には、多数の転動体が転がり運動可能に介在されていて、移動ブロック２が軌道レール１に沿って円滑にスライドする。【０００４】
運動案内装置が組み込まれる機械によっては、移動体４がベース３に対して図１６中上下方向又は左右方向に相対的に僅かに変位する場合がある。例えば、温度変化の激しい環境で使用される機械において、ベース３及び移動体４などの構造体の熱膨張率が異なると、移動体４がベース３に対して変位することがある。この他にも、ベース３にアルミを使用し、軌道レール１に鋼を使用すると、両者の熱膨張率が異なるからバイメタルの作用によって、軌道レール１の曲率が変化する。【０００５】
移動体４とベース３との間に運動案内装置を拘束した状態で、移動体４がベース３に対して上下方向又は左右方向に変位すると、移動体４の変位が荷重として移動ブロックの内部に直接的にかかってしまう。移動体４と軌道レール１との間にはボールなどの転動体が介在されているから、僅かな移動体４の変位ならば、転動体が変形することによりこれを吸収することができる。しかし、移動体４の変位量が大きいと、転動体の変形量も大きくなるので、転動体の寿命が短くなったり、転動体が円滑に転がらなくなったりするという問題を招く。それゆえ、移動体４の変位が予想されるときは、大型の運動案内装置を選択したり、転動体として大きな荷重を受けられるローラを用いたりしていた。【０００６】
出願人は、ベース３に対する移動体４の相対的な上下方向又は左右方向の変位を吸収できる可動体取付けプレートを提案している（特許文献１参照）。図１７に示されるように、移動ブロックの上面には、可動体取付けプレートとして、ラジアル方向用プレート５及び水平方向用プレート６が積層される。これらの可動体取付けプレート５，６の薄肉部５ａ，６ａが弾性変形することによって、ベース３に対する移動体４の上下方向又は左右方向の変位を吸収する。【０００７】
【特許文献１】特開平７−１９００５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
確かに、上記に記載の可動体取付けプレートを使用すると、軌道レール１の取り付け誤差などを要因にする移動体４の僅かな変位を吸収することができる。しかし、薄肉部５ａ，６ａの撓み量にも限界があるので、温度変化の激しい環境で使用される機械などにおける移動体４の大きな変位を吸収するのには適さない。【０００９】
しかも、運動案内装置が組み込まれる機械によっては、運動案内装置に上下方向の剛性を下げる一方、左右方向の剛性を上げることを要請する場合がある。すなわち、移動体４がベース３に対して上下方向に変位し易くする一方、左右方向には変位しにくくすることが望まれる場合がある。しかし、移動体４は移動ブロック２の上面側に結合されるのが一般的であるから、移動ブロック２の上面側の剛性が強くなるので、この要請に応えるのは困難である。【００１０】
そこで本発明は、上下方向には剛性が低く、左右方向には剛性の高い運動案内装置、相対可動システム、変位吸収機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照番号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものでない。【００１２】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ベース(12)に対して移動体(11)が相対的に直線運動又は曲線運動するのを案内するための運動案内装置であって、底面(30a)、左右の側面(30b)及び上面(30c)を有し、前記ベース(12)又は前記移動体(11)の一方に取り付けられる軌道レール(15)と、前記軌道レール(15)の上面(30c)に対向する中央部(16a)と、前記軌道レール(15)の左右の側面(30b)に対向する左右の側壁部(16b)と、を有し、前記軌道レール(15)に対して相対的に直線運動又は曲線運動可能に組み付けられる移動ブロック(16)と、前記移動ブロック(16)の左右の側面(23)に設けられる変位吸収機構(17,38)と、を備え、前記変位吸収機構(17,38)は、前記ベース(12)又は前記移動体(11)の他方に取り付けられる取付け体(26,34)と、前記取付け体(26,34)に結合され、前記取付け体(26,34)が前記移動ブロック(16)の上面に交差する方向に変位するときにせん断変形する変位吸収部(31,37)と、を有し、前記変位吸収部(31,37)は、前記移動ブロック(16)の側面(23)と平行な金属板(28,36)とゴム層(27,35)とを積層してなる運動案内装置である。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の運動案内装置において、前記移動ブロック(16)の上面の少なくとも一部には、前記取付け体(26,34)に取り付けられた前記ベース(12)又は前記移動体(11)の他方が、前記移動ブロック(16)の上面に向かって変位し易いように、スペースが設けられることを特徴とする。【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の運動案内装置において、前記変位吸収部(37)は、前記移動ブロック(16)の側面(23)に加硫接着されるゴム層(35)を有することを特徴とする。
【００１６】
ベース(12)に対して移動体(11)が相対的に直線運動又は曲線運動するのを案内するための運動案内装置であって、底面(30a)、側面(30b)及び上面(30c)を有し、前記ベース(12)又は前記移動体(11)の一方に取り付けられる軌道レール(15)と、前記軌道レール(15)の上面(30c)に対向する中央部(16a)と、前記軌道レール(15)の側面(30b)に対向する側壁部(16b)と、を有し、前記軌道レール(15)に対して相対的に直線運動又は曲線運動可能に組み付けられる移動ブロック(16)と、前記移動ブロック(16)の側面(23)に設けられる変位吸収機構(17,38)と、を備え、前記変位吸収機構(17,38)は、前記ベース(12)又は前記移動体(11)の他方に取り付けられる取付け体(26,34)と、前記取付け体(26,34)に結合され、前記取付け体(26,34)が前記移動ブロック(16)の上面に交差する方向に変位するときにせん断変形する変位吸収部(31,37)と、を有し、前記取付け体(34)は、前記移動ブロック(16)の側面(23)に対向する取付け体側壁部(34a)と、移動ブロック(16)の上面(24)に対向する取付け体上壁部(34b)と、を有し、前記取付け体(34)の前記取付け体上壁部(34b)に、前記取付け体(34)を前記ベース(12)又は前記移動体(11)の他方に取り付けるための取付け孔(39)が設けられる運動案内装置である。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の運動案内装置において、前記変位吸収部(37)は、前記移動ブロック(16)の側面(23)と前記取付け体側壁部(34a)との間に介在されたゴム層(35)を有し、このゴム層(35)は、前記移動ブロック(16)の上面と前記取付け体上壁部(34b)との間にもゆきわたることを特徴とする。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項４又は５に記載の運動案内装置において、前記取付け体(34)は、前記移動ブロック(16)の左右一対の側壁部(16b)に対応して二分割されることを特徴とする。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、ベース(12)に対して移動体(11)が相対的に直線運動又は曲線運動する相対可動システムであって、前記相対可動システムは、壁面(11a)を有する移動体(11)と、前記移動体(11)の前記壁面(11a)に対向する壁面(12a)を有するベース(12)と、前記移動体(11)の前記壁面(11a)と前記ベース(12)の前記壁面(12a)との間に設けられ、前記ベース(12)に対して前記移動体(11)が相対的に直線運動又は曲線運動するのを案内する運動案内装置(13)と、前記ベース(12)に対して前記移動体(11)を相対的に直線運動又は曲線運動させる駆動源と、を備え、前記運動案内装置(13)は、底面(30a)、左右の側面(30b)及び上面(30c)を有し、前記ベース(12)又は前記移動体(11)の一方に取り付けられる軌道レール(15)と、前記軌道レール(15)の上面(30c)に対向する中央部(16a)と、前記軌道レール(15)の左右の側面(30b)に対向する左右の側壁部(16b)と、を有し、前記軌道レール(15)に対して相対的に直線運動可能に組み付けられる移動ブロック(16)と、前記移動ブロック(16)の左右の側面(23)に設けられる変位吸収機構(17,38)と、を備え、前記変位吸収機構(17,38)は、前記ベース(12)又は前記移動体(11)の他方に取り付けられる取付け体(26,34)と、前記取付け体(26,34)に結合され、前記取付け体(26,34)が前記移動ブロック(16)の上面に交差する方向に変位するときにせん断変形する変位吸収部(31,37)と、を備え、前記変位吸収部(31,37)は、前記移動ブロック(16)の側面(23)と平行な金属板(28,36)とゴム層(27,35)とを積層してなることを特徴とする。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、底面(30a)、左右の側面(30b)及び上面(30c)を有する軌道レール(15)に、前記軌道レール(15)の上面(30c)に対向する中央部(16a)と、前記軌道レール(15)の左右の側面(30b)に対向する左右の側壁部(16b)と、を有する移動ブロック(16)を、前記軌道レール(15)に対して相対的に直線運動又は曲線運動可能に組み付けてなる運動案内装置に設けられる変位吸収機構(17,38)であって、前記変位吸収機構(17,38)は、取付け孔(26a,39)が加工される取付け体(26,34)と、前記取付け体(26,34)に結合され、前記取付け体(26,34)が前記移動ブロック(16)の上面に交差する方向に変位するときにせん断変形する変位吸収部(31,37)と、を有して、前記移動ブロック(16)の左右の側面(23)に設けられ、前記変位吸収部(31,37)は、前記移動ブロック(16)の側面(23)と平行な金属板(28,36)とゴム層(27,35)とを積層してなることを特徴とする変位吸収機構である。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１に記載の発明によれば、移動体がベースに対して移動ブロックの上面に交差する方向に変位するときに、移動ブロックの側面に設けられる変位吸収機構がせん断変形して変位を吸収する。よって、上下方向には剛性が低い運動案内装置が得られる。また、せん断変形する変位吸収部を移動ブロックの側面に設けるので、変位吸収部の断面積を大きくすることができ、左右方向には剛性の高い運動案内装置が得られる。【００２３】
請求項２に記載の発明によれば、運動案内装置の上下方向の剛性をより低くすることができる。【００２５】
請求項３に記載の発明によれば、ゴム層が移動ブロックの側面に一体に加硫接着されるので、金属製の基部プレートを移動ブロックの側面に取り付ける必要がなくなる。よって、運動案内装置の左右方向の幅寸法を小さくすることができる。
【００２６】
請求項４に記載の発明によれば、取付け孔が設けられる取付け体上壁部が移動ブロックの上面側に回り込むので、運動案内装置の左右方向の幅寸法を小さくすることができる。
【００２７】
請求項５に記載の発明によれば、運動案内装置の上下方向の剛性を左右方向の剛性よりも低減した上で、これらの剛性を自由に調整することができる。
【００２８】
請求項６に記載の発明によれば、移動ブロックの側面にゴムを加硫接着することができる。
【００３０】
請求項７に記載の発明によれば、移動体がベースに対して移動ブロックの上面に交差する方向に変位するときに、移動ブロックの側面に設けられる変位吸収機構がせん断変形して変位を吸収する。よって、上下方向には剛性が低い相対可動システムが得られる。また、せん断変形する変位吸収部を移動ブロックの側面に設けるので、変位吸収部の断面積を大きくすることができ、左右方向には剛性の高い相対可動システムが得られる。
【００３１】
請求項８に記載の発明によれば、移動体がベースに対して移動ブロックの上面に交差する方向に変位するときに、移動ブロックの側面に設けられる変位吸収機構がせん断変形して変位を吸収する。よって、変位吸収機構を運動案内装置に設けたときに、上下方向には剛性が低い運動案内装置が得られる。また、せん断変形する変位吸収部を移動ブロックの側面に設けるので、変位吸収部の断面積を大きくすることができ、左右方向には剛性の高い運動案内装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第一の実施形態の運動案内装置が組み込まれる相対可動システムの平面図
【図２】図１のII-II線断面図
【図３】運動案内装置の側面図
【図４】運動案内装置の斜視図
【図５】変位吸収機構が取り付けられた運動案内装置の正面図
【図６】変位吸収機構の斜視図
【図７】変位吸収機構の変形を示す図（図７（Ａ）が変形前で、図７（Ｂ）が変形後）
【図８】変位吸収機構が取り付けられた運動案内装置の平面図
【図９】変位吸収機構が取り付けられた運動案内装置の正面図
【図１０】本発明の第二の実施形態の運動案内装置の斜視図
【図１１】図１０の運動案内装置の正面図
【図１２】図１０の運動案内装置の平面図
【図１３】図１０の運動案内装置の側面図
【図１４】加硫接着方法を示す工程図
【図１５】取付け体の他の例を示す斜視図
【図１６】運動案内装置を一軸で使用した従来例
【図１７】従来の変位吸収機構を示す斜視図
【符号の説明】
【００３３】
１１…移動体
１１ａ…外壁面（壁面）
１２…ベース
１２ａ…内壁面（壁面）
１３，１４…運動案内装置
１５…軌道レール
１６…移動ブロック
１６ａ…中央部
１６ｂ…側壁部
１７，３８…変位吸収機構
１８…ボール（転動体）
２３…移動ブロックの側面
２４…移動ブロックの上面
２６，３４…取付け体
３４ａ…取付け体側壁部
３４ｂ…取付け体上壁部
２７，３５…ゴム層
２８…中間部プレート（金属板）
３０ａ…軌道レールの底面
３０ｂ…軌道レールの側面
３０ｃ…軌道レールの上面
３１，３７…変位吸収部
３６…金属板
３９…取付け孔
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、添付図面に基づいて本発明の第一の実施形態の運動案内装置を説明する。図１及び図２は、本発明の第一の実施形態の運動案内装置が組み込まれる相対可動システムを示す。図１は相対可動システムの平面図を、図２は図１のII-II線断面図を示す。細長く伸びる移動体１１は、枠状のベース１２に囲まれる。ベース１２内の移動体１１はベース１２に沿って直線運動する。ベース１２に対する移動体１１の相対的な直線運動は運動案内装置１３，１４に案内される。【００３５】
なお、本実施形態においては、図５に示されるように、軌道レール１５の底面３０ａを下側に上面３０ｃを上側に配置した状態を基準にして、上下方向及び左右方向を定めている。もちろん実際の使用形態では、軌道レール１５の側面３０ｂが上側又は下側にくる場合もある。このような場合も、軌道レール１５の底面３０ａが下側にあると仮定して、上下方向及び左右方向を定める。【００３６】
移動体１１は扁平形状で一定の断面形状を持つ。そして、この移動体１１は互いに平行な一対の外壁面１１ａを有する。移動体１１を囲む枠形状のベース１２は、移動体１１の一対の外壁面１１ａに対向する一対の内壁面１２ａを有する。移動体１１の一対の外壁面１１ａそれぞれと、ベース１２の一対の内壁面１２ａそれぞれとの間には、ベース１２に対して移動体１１が相対的に直線運動するのを案内する一対の運動案内装置１３，１４が配置される。この実施形態では、運動案内装置１３，１４の軌道レール１５が移動体１１に取り付けられ、移動ブロック１６が固定側のベース１２に取り付けられる。そして、一本の軌道レール１５に二つの移動ブロック１６が組み付けられる（図２参照）。移動体１１は、図示しないボールねじ機構、リニアモータ、ベルトコンベヤなどの駆動源によって直線的に駆動される。【００３７】
移動体１１の熱膨張とベース１２の熱膨張とが異なると、移動体１１の外壁面１１ａがベース１２の内壁面１２ａに対して図１中上下方向に変位する。運動案内装置１３が移動体１１の外壁面１１ａとベース１２の内壁面１２ａとの間に拘束されていると、運動案内装置１３の逃げ道がなくなるので、移動体１１の変位が荷重として移動ブロック１６の内部にかかってしまう。そこで、この実施形態では、一対の運動案内装置１３，１４のうち、一方の運動案内装置１３の移動ブロック１６の側面に、移動体１１の上下方向の変位を吸収する変位吸収機構１７を設けている。この変位吸収機構１７により、一方の運動案内装置１３は、移動体１１の上下方向の変位に伴い上下方向に逃げる。残りの運動案内装置１４は上下方向に位置を変えることはない。【００３８】
図３及び図４は、相対可動システムに組み込まれる運動案内装置１３，１４を示す。図３は運動案内装置１３，１４の側面図を示し、図４は斜視図を示す。軌道レール１５には鞍形状の移動ブロック１６がスライド可能に組み付けられる。軌道レール１５と移動ブロック１６との間には、複数のボール１８又はローラからなる転動体が転がり運動可能に介在される。【００３９】
軌道レール１５は、細長く直線状に伸びる。軌道レール１５は、底面３０ａ、左右一対の側面３０ｂ及び上面３０ｃを有し、断面略四角形状に形成される。軌道レール１５には、移動体に取り付けるための取付け孔１５ｂが加工される。軌道レール１５の左右側面３０ｂの上部には、凸条１９が形成される。この凸条１９の上下には、転動体転走部として、軌道レール１５に沿って伸びる二条のボール転走溝１５ａが形成される。凸条１９は軌道レール１５の左右側面それぞれに二条ずつ形成されるから、ボール転走溝１５ａは合計四条形成される。四条のボール転走溝１５ａは、運動案内装置が図４中上下方向及び左右方向に略均等に荷重を受けられるように配列される。これにより、例えば運動案内装置自体（変位吸収機構１７を除く）の上下方向の剛性：左右方向の剛性は、１：１〜３：１程度になる。なお、ボール転走溝１５ａの条数、配置は要求される剛性に合わせて適宜決定される。【００４０】
移動ブロック１６は、軌道レール１５の上面３０ｃに対向する中央部１６ａと、中央部１６ａの左右両側から下方に延びて軌道レール１５の左右側面３０ｂに対向する側壁部１６ｂとを有する。そして、この移動ブロック１６は、鋼製の移動ブロック本体２０と、移動ブロック本体２０の移動方向の両端面に装着される一対のエンドプレート２１とを有する。【００４１】
移動ブロック本体２０には、軌道レール１５のボール転走溝１５ａに対向する負荷転動体転走部として、負荷ボール転走溝１６ｃが形成される。負荷ボール転走溝１６ｃも軌道レール１５のボール転走溝１５ａに対応して合計四条設けられる。移動ブロック本体２０には、負荷ボール転走溝１５ｃと所定間隔を隔てて平行に伸びるボール戻し通路２２が形成される。移動ブロック本体２０の両端に取り付けられる樹脂製のエンドプレート２１には、Ｕ字状の方向転換路が形成される。そして、これら移動ブロック１６の負荷ボール転走溝１６ｃ、ボール戻し通路２２、方向転換路とでサーキット状のボール循環路（転動体循環路）が構成される。【００４２】
ボール循環路には、複数のボール１８が配列・収容される。軌道レール１５に対して移動ブロック１６がスライドすると、複数のボール１８が軌道レール１５のボール転走溝１５ａと移動ブロック１６の負荷ボール転走溝１６ｃの間を転がり運動する。負荷ボール転走溝１６ｃの一端から他端まで転がったボール１８は、エンドプレート２１の方向転換路に入り、ボール戻し通路２２を経由した後、反対側のエンドプレート２１の方向転換路に入り、再び負荷ボール転走溝１６ｃの一端に戻される。以上のように、ボール１８がボール循環路を循環する。【００４３】
図５は、変位吸収機構１７が取り付けられた運動案内装置１３を示す。変位吸収機構１７は、移動ブロック１６の側面２３とベース１２との間にアタッチメントのように取り付けられる。移動ブロック１６の上面２４とベース１２の内壁面１２ａとの間には、変位吸収機構１７は配置されていない。この間には、移動ブロック１６に対してベース１２が上下方向に相対的に変位できるようにスペースが空けられる。変位吸収機構１７は移動ブロック１６の側面２３に一体に取り付けられてもよい。【００４４】
図６は変位吸収機構１７の斜視図を示す。変位吸収機構１７は、移動ブロック１６の側面２３と平行な金属板とゴム層を積層してなる。すなわち、変位吸収機構は、移動ブロック１６に取り付けられる金属製の基部プレート２５と、ベース１２に取り付けられる金属製の取付け体２６と、基部プレート２５と取付け体２６との間に挟まれる変位吸収部３１とから構成される。変位吸収部３１は、一層のゴム層からなってもよいし、この実施形態のように、複数層の金属製の中間プレート２８と複数層のゴム層２７とを積層した積層ゴムからなってもよい。【００４５】
基部プレート２５には、移動ブロック１６の側面２３のねじ孔に取り付けるための取付け孔２５ａが形成される。移動ブロック１６の上面２４には、ねじ孔は加工されていない。取付け体２６には、ベース１２から垂下させたブラケット２９（図５参照）に取り付けるための取付け孔２６ａが形成される。基部プレート２５及び取付け体２６とゴム層２７との接着には、接着剤を用いた接着や、ゴム成形と同時に接着する加硫接着が用いられる。【００４６】
取付け体２６が移動ブロック１６の上面２４に交差する方向、例えば上下方向に変位すると、変位吸収部３１にせん断応力が働き、変位吸収部３１がせん断変形する。変位吸収部３１がせん断変形することで、移動ブロック１６に対してベース１２が上下方向に変位するのを許容することができる。すなわち、移動体１１に対してベース１２が上下方向に変位するのを吸収することができる。よって、上下方向には剛性が低い運動案内装置が得られる。また、移動ブロック１６に対してベース１２が左右方向に変位するときは、変位吸収部３１に圧縮応力又は引張り応力が働き、変位吸収部３１が左右方向に伸び又は縮む。変位吸収部３１を移動ブロック１６の側面２３に設けるので、変位吸収部３１の断面積を大きくすることができ、左右方向には剛性の高い運動案内装置が得られる。金属製の中間プレート２８があると、変位吸収機構１７の左右方向の剛性がより強くなる。【００４７】
変位吸収機構１７を設けると、移動ブロック１６がベース１２に対して相対的に上下方向に変位したときにも、変位による荷重が移動ブロック１６の内部に直接的に伝わらない。例えば、変位吸収機構１７を設けないとき、ベース１２が０．５ｍｍ変位すると、移動ブロック１６の内部に０．５ｍｍの変位分の荷重がかかる。これに対して、変位吸収機構１７を設けたときは、変位吸収機構１７が０．５ｍｍの変位分を吸収するので、移動ブロック１６の内部に過大な荷重がかかることがない。したがって、移動ブロック１６の内部の転動体の寿命を延ばすことができる。移動ブロック１６の上面２４にはスペースが設けられているので、ベース１２が移動ブロック１６の上面２４に向かって上下方向に変位し易くなる。【００４８】
また、変位吸収機構１７をせん断変形する積層ゴムから構成することで、上下方向の剛性：左右方向の剛性を１未満：１００などに極端に違わせることができる。ここで「剛性」とはばね定数のことであり、単位はＮ／ｍｍで表される。上下方向の剛性を弱くするのは、移動ブロック１６に対するベース１２の上下方向の変位を吸収するためである。一方、左右方向の剛性を強くするのは、例えば僅かなすきまを持ちながら移動するリニアモータのコイルとマグネットなど、移動体１１が左右方向に変位することによってこれらが干渉するのを防止するためである。一つの軌道レール１５あたり二つの移動ブロック１６が組み付けられるのも、左右方向の剛性を高めるためである。なお、上下方向の剛性及び左右方向の剛性は、相対可動システムの構造、使用環境などによって適宜設定される。【００４９】
図７は、変位吸収機構１７の変形を示す。図７（Ａ）が変形前で図７（Ｂ）が変形後である。上述のように、変位吸収機構１７のせん断ばね定数（取付け体２６が基部プレート２５に対して上下方向に変位するときのばね定数）は、圧縮ばね定数（取付け体２６が基部プレート２５に対して左右方向に変位するときのばね定数）よりも、極端に例えば１／１００未満に小さい。よって、取付け体２６は基部プレート２５に対して上下方向に容易に変位することができる。基部プレート２５に対する取付け体２６の変位量を大きくとりたいときは、ゴムの積層枚数を多くしてもよい。目標とするせん断ばね定数、圧縮ばね定数に応じて、ゴム硬度、厚さ、面積、枚数などのファクターが調整される。【００５０】
せん断ばね定数と圧縮ばね定数が余り変わらない場合などは、変位吸収機構に、金属板とゴム層の積層体以外に、金属製ピン、カップリングのようにスリットが形成された弾性体、あるいはコイルばねを用いることもできる。ただし、金属製ピンには座屈のおそれがあり、スリットが形成された弾性体には薄肉部への応力集中のおそれがある。【００５１】
図８及び図９に示されるように、変位吸収機構１７は、移動ブロック１６の左右の側面２３に取り付けられる。移動ブロック１６の上面２４のすきまの管理は、例えば移動ブロック１６の上面２４とベース１２との間にシムを介在させたまま、変位吸収機構１７とベース１２とを結合し、その後、シムを抜き出すことによって行われる。移動ブロック１６の上面２４のすきまの大きさは、移動ブロック１６に対するベース１２の上下方向の変位量以上に設定される。【００５２】
図１０ないし図１３は、本発明の第二の実施形態における運動案内装置を示す。図１０は運動案内装置の斜視図を、図１１は正面図を、図１２は平面図を、図１３は側面図をそれぞれ示す。【００５３】
第二の実施形態における運動案内装置においても、運動案内装置の左右方向（水平方向）の剛性を上げ、上下方向の剛性を下げている点は上記第一の実施形態の運動案内装置と同様である。しかし、第二の実施形態の運動案内装置においては、第一の実施形態の運動案内装置と異なり、変位吸収機構を設けた運動案内装置の左右方向の幅寸法を低減するための工夫や、左右方向の剛性ほどではないが上下方向の剛性を上げるための工夫が施されている。【００５４】
運動案内装置は、底面３０ａ、側面３０ｂ及び上面３０ｃを有する軌道レール１５と、軌道レール１５の上面３０ｃに対向する中央部１６ａと、軌道レール１５の側面３０ｂに対向する側壁部１６ｂと、を有する移動ブロック１６と、を備える。軌道レール１５及び移動ブロック１６の構造は第一の実施形態の運動案内装置と同一なので、同一の符号を附してその説明を省略する。軌道レール１５の軸線方向の両端部には、移動ブロック１６のストロークを制限するストッパ３３が設けられる。【００５５】
移動ブロック１６の側面２３には、変位吸収機構３８が設けられる。図１１に示されるように、変位吸収機構３８は、ベース１２に取り付けられる取付け体３４と、移動ブロック１６の側面２３と取付け体３４との間に介在される変位吸収部３７と、を備える。変位吸収部３７は、移動ブロック１６の側面２３と平行な金属板３６とＮＣゴムなどのゴム層３５とからなる積層ゴムである。ゴム層３５は、移動ブロック１６の側面２３及び取付け体３４に加硫接着される。このゴム層３５は、移動ブロック１６の側面２３だけでなく、移動ブロック１６の上面２４の一部にもゆきわたる。【００５６】
取付け体３４は、移動ブロック１６の側面２３に対向する取付け体側壁部３４ａと、移動ブロック１６の上面２４に対向する取付け体上壁部３４ｂと、を有し、断面Ｌ字形状に形成される。取付け体３４は、移動ブロック１６の左右一対の側壁部１６ｂに対応して二分割される。取付け体３４の取付け体上壁部３４ｂには、取付け体３４をベース１２に取り付けるための取付け孔３９（図１２参照）が設けられる。この取付け孔３９には雌ねじが加工される。移動ブロック１６の上面２４には、ベース１２に取り付けるための取付け孔は加工されていない。【００５７】
図１４は、移動ブロック１６の側面２３へゴムを加硫接着する方法の一例を示す。側面２３に接着剤が塗られた移動ブロック１６を型４１，４２に配置する。型４１が移動ブロック１６の内壁面に密着し、型４２が移動ブロック１６の上面２４に密着する。次に、移動ブロック１６の側方に、内側に接着剤を塗布した取付け体３４を配置する。移動ブロック１６の側面２３と取付け体３４との間に、長手方向の両側から金属板３６を介在させる。金属板３６は長手方向の両端が支持される。【００５８】
次に、取付け体３４の注入口４０からゴムコンパウンドを注入する。ゴムパウンドは移動ブロック１６の側面２３や金属板３６の周囲にゆきわたり、移動ブロック１６の上面２４にもゆきわたる。そして、取付け体３４と移動ブロック１６の側面２３との間に圧力Ｐをかけて、温度を上昇させる。所定の時間が経過すると、ゴムのプレス加硫が行われ、ゴム層３５が移動ブロック１６の側面２３と取付け体３４の内側に加硫接着する。【００５９】
なお、図１５に示されるように、取付け体３４としては、移動ブロック１６の上面２４及び側面２３を覆う門形ケーシング形状も考えられる。しかし、ゴムのプレス加硫においては、ゴムコンパウンドを加圧する必要がある。取付け体３４を門形ケーシング形状にすると、圧力Ｐをかけても、移動ブロック１６の側面２３と取付け体３４との間に注入されたゴムコンパウンドに圧力をかけることができなくなる。よって、取付け体３４を二つに分離する必要がある。【００６０】
移動ブロック１６の側方に金属板３６を設け、移動ブロック１６の側面２３及び上面２４の一部にゴムをゆきわたらせると、移動ブロック１６の上面側が単層のゴム構造になり、側面側が金属板３６を挟んだ二層のゴム構造になる。【００６１】
ゴムの成形後、加硫接着された移動ブロック１６をスライドさせて型４１，４２から抜く。移動ブロック１６の上面２４に接触する型４２の先端部４２ａが、移動ブロック１６の上面２４の全体に接触するように、取付け体３４の中に入り込むと、移動ブロック１６を型４１，４２から抜くことが困難になる。このため、この実施形態では、型４２の先端部４２ａが移動ブロック１６の上面２４の全体を覆うことなく、移動ブロック１６の上面２４にもゴムがゆきわたるようにする。なお、移動ブロック１６を型４１，４２から抜くことができ、運動案内装置の上下方向の剛性をより低減させたいときには、移動ブロック１６の上面２４にゴムがゆきわたらないように、型４２の先端部４２ａが移動ブロック１６の上面２４の全体を覆ってもよい。【００６２】
ゴム層３５を移動ブロック１６の側面２３に加硫接着すると、移動ブロック１６が第一の実施形態の変位吸収機構１７の基部プレート２５（図６参照）の替わりになるので、基部プレート２５を設ける必要がなくなる。しかも、取付け体３４をＬ字形に形成し、移動ブロック１６の上面側の取付け体上壁部３４ｂに取付け孔３９を加工することで、取付け体側壁部３４ａを厚くしたり、第一の実施形態の変位吸収機構１７のようにブラケット２９（図５参照）を設けたりする必要がなくなる。よって、運動案内装置の左右方向の幅寸法を低減することができる。【００６３】
また、積層あるいは単層のゴム構造が容易に得られるので、運動案内装置の上下方向及び左右方向の剛性を自由に設定できる。例えば、移動ブロック１６の上面側を単層のゴム構造にし、側面側を金属板３６を挟んだ二層のゴム構造にすると、上下方向の剛性：左右方向の剛性を１：１０〜２０程度に設定することができる。移動ブロック１６の上面２４の一部には、ゴム層３５を設けていない部分（スペース）があるので、ベース１２が移動ブロック１６に向かって変位し易くなる。【００６４】
運動案内装置の剛性は、ゴム層３５の厚み、ゴム層３５の面積、金属板３６の有無などによって決まる。運動案内装置の仕様によって、これらは適宜決定される。例えば、上下方向の剛性をより上げたい場合には、移動ブロック１６の上面２４と取付け体３４との間に金属板３６を介在させてもよいし、移動ブロック１６の上面２４のより広い面積にわたってゴム層３５をゆきわたらせてもよい。上下方向の剛性をより下げたいときには、移動ブロック１６の上面２４にゴム層３５をゆきわたらさなければよい。水平方向の剛性をより上げたいときは、移動ブロック１６の側面側の金属板３６の枚数を二枚、三枚と増やしてもよい。水平方向の剛性をより下げたいときは、金属板３６を介在させずに、単層のゴム層３５のみでもよい。【００６５】
本発明は上記実施形態に限られることなく、本発明の要旨を変更しない範囲で様々に変更可能である。例えば上記実施形態では、運動案内装置の軌道レールが移動体に、移動ブロックが固定側のベースに取り付けられているが、軌道レールがベースに、移動ブロックが移動体に取り付けられてもよい。また本発明の運動案内装置は、上記実施形態の相対可動システムに限られることなく、変位吸収機構が必要な様々な相対可動システムに組み込むことができる。さらに、変位吸収機構は熱膨張・熱収縮による変位を吸収するためでなく、取り付け誤差、加工誤差による変位を吸収するために設けられてもよい。【００６６】
軌道レールは底面、側面及び上面を有するものであれば、断面ほぼ四角形状でなくてもＩ形状でもよい。軌道レールは直線状に伸びていなくても、曲線状に曲がっていてもよい。本発明は、軌道レールと移動ブロックとの間に転動体が介在されていないすべり型の運動案内装置にも適用することができるし、転動体が循環できない有限ストローク型の運動案内装置にも適用することができる。【００６７】
本明細書は、２００５年１１月８日出願の特願２００５−３２３５２６に基づく。この内容はすべてここに含めておく。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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