(57)【要約】【課題】運動案内装置の動作によって生じた摩擦熱を基台に伝搬させることなく、基台が熱によって変形を受けることのない運動案内装置を提供する。【解決手段】基台に設置されると共に、長手方向に沿って延びる軌道部材と、前記軌道部材に沿って往復移動可能に取り付けられた移動部材と、前記軌道部材と前記移動部材との間に配列して介在される複数の転動体とを備える運動案内装置において、前記軌道部材は、放熱手段を備えると共に、前記基台と対向する取付面に伝熱抑制部を備える。【選択図】図２
2013002562.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台に設置されると共に、長手方向に沿って延びる軌道部材と、
前記軌道部材に沿って往復移動可能に取り付けられた移動部材と、
前記軌道部材と前記移動部材との間に配列して介在される複数の転動体とを備える運動案内装置において、
前記軌道部材は、放熱手段を備えると共に、前記基台と対向する取付面に伝熱抑制部を備える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、
前記放熱手段は、複数の放熱板を備え、
前記伝熱抑制部は、前記取付面に形成された複数の凹部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、
前記基台は、長手方向に延びる枠体または梁であることを特徴とする運動案内装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の運動案内装置において、
前記放熱手段は、前記軌道部材の少なくとも一方の側面に設けられることを特徴とする運動案内装置。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか１項に記載の運動案内装置において、
前記放熱手段は、前記凹部に前記取付面から突出しないように設けられることを特徴とする運動案内装置。
【請求項６】
請求項１から３のいずれか１項に記載の運動案内装置において、
前記放熱手段は、隣接する前記複数の凹部の間に形成された板体であることを特徴とする運動案内装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載の運動案内装置において、
前記凹部は、前記取付面に前記軌道部材長手方向に対して傾斜して形成された複数の冷却溝であり、
前記移動部材には、外気を導入して前記冷却溝に前記外気を導く導入部を備え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、基台に取り付けられる運動案内装置に関し、特に、運動案内装置の作動によって生じた熱による精度悪化を防止することができる運動案内装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、テーブルなどの案内対象の直線運動を案内するための機械要素として、案内部分に転動体を介在させた運動案内装置が知られている。これらの運動案内装置は、軽快且つ高精度に案内対象を案内できるので、ロボット、工作機械、半導体・液晶製造装置、医療機器、アミューズメント装置など種々の分野で用いられている。
【０００３】
このような運動案内装置において、運動案内装置は、転動体の転走によって案内対象を案内しているので、軌道部材に形成された転動体転走溝を転動体が転走することにより、摩擦熱が生じることが知られている。この摩擦熱は、運動案内装置を取り付けている支持フレームや基台等に伝搬することにより、支持フレームや基台等に熱変形が生じて傾きが発生したり、案内精度が低下するといった問題があった。このような問題を解決するために、支持フレームや基台等が熱変形による影響を受けないようにする方法としては種々の方法が知られている。
【０００４】
具体的には運動案内装置によって案内される案内対象の制御において、発熱量に応じた数値補正を行ったり、転動体や転動体転走溝にグリスなどの潤滑剤を塗布することで摺動抵抗を低減するとともに、潤滑剤による冷却を行う方法が知られている。
【０００５】
また、特許文献１に記載されたヘッド直動装置は、ヘッドを取り付けた支持テーブルと、前記ヘッドの直動方向に沿って配置された支持フレームと、該支持フレームに設けられ、前記ヘッド及び前記支持テーブルの荷重を支えながら前記ヘッド及び前記支持テーブルを前記支持フレームに沿って往復案内する直線摺動軸受及び直動ガイドレールと、前記支持テーブルを前記直動ガイドレールに沿って駆動する駆動手段とを備えたヘッド直動装置において、前記支持フレームの前記ガイドレールが設けられた側の背面側に、前記支持フレームの熱変形を低減させる補強板を備え、前記ガイドレールは上下に一対設けられ、それぞれの前記ガイドレールに対応して前記補強板が備えられ、下側の前記ガイドレールに対応する前記補強板の断面積が、上側の前記ガイドレールに対応する前記補強板の断面積よりも大きいという構成となっている。
【０００６】
このような構成によると、支持フレームの支持テーブル取付側とは反対側に、支持フレームの熱変形を低減する補強板を備えたことにより、動作時に直動ガイドレールが発熱しても、支持フレームが変形することがなく、ヘッドの正確な位置決めが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４５１０２７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の構成によると、支持フレームや基台に摩擦熱が伝搬することを防止することができず、支持フレームや基台に熱によって変形を受けやすい材料を用いた場合や、長手方向に延びる細長い枠体や梁を支持フレームや基台として用いた場合に、支持フレームや基台の変形を根本的に防止することができないといった問題があった。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するために成されたものであって、運動案内装置の動作によって生じた摩擦熱を基台に伝搬させることなく、基台が熱によって変形を受けることのない運動案内装置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】
【００１０】
本発明に係る運動案内装置は、基台に設置されると共に、長手方向に沿って延びる軌道部材と、前記軌道部材に沿って往復移動可能に取り付けられた移動部材と、前記軌道部材と前記移動部材との間に配列して介在される複数の転動体とを備える運動案内装置において、前記軌道部材は、放熱手段を備えると共に、前記基台と対向する取付面に伝熱抑制部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、運動案内装置の動作によって発生した摩擦熱を基台に伝搬することを防止する伝熱抑制部を、軌道部材の基台と対向する面側の下端に形成しているので、運動案内装置の動作によって発生した摩擦熱を基台に伝搬させることなく、基台が熱によって変形することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態に係る運動案内装置を示す一部断面斜視図。
【図２】軌道部材の構成を説明するための正面図。
【図３】図２におけるＡ−Ａ断面図。
【図４】第２の実施形態に係る運動案内装置に用いられる軌道部材を説明するための側面図。
【図５】第３の実施形態に係る運動案内装置に用いられる軌道部材を説明するための側面図。
【図６】第４の実施形態に係る運動案内装置の構造を説明するための正面図。
【図７】第４の実施形態に係る運動案内装置の作用を説明するための概念図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る運動案内装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。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。
【００１４】
図１は、第１の実施形態に係る運動案内装置を示す一部断面斜視図であり、図２は、軌道部材の構成を説明するための正面図であり、図３は、図２におけるＡ−Ａ断面図である。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態に係る運動案内装置１は、長手方向に沿って延びる軌道部材１０と、この軌道部材１０の長手方向に沿って往復運動する移動部材２０と、軌道部材１０と移動部材２０の間に配列して介在された複数の転動体３０…を備えている。
【００１６】
軌道部材１０は、断面略四角形状の長尺の部材であり、軌道部材１０の左右両側面には、それぞれ２条ずつ合計４条の転動体転走溝１１が外周面の長手方向に沿って形成されている。転動体転走溝１１は、断面が転動体３０の半径よりも若干大きな曲率を有する単一の円弧、所謂サーキュラアーク形状に形成されている。また、軌道部材１０は、締結孔１２が形成されており、締結孔１２にボルト等の締結手段を用いて基台２に固定することができるようになっている。また、軌道部材１０の基台２と対向する取付面には、後述する伝熱抑制部４０が形成されている。なお、軌道部材１０は、鋼や鉄などによって形成されている。さらに、図２に示すように、基台２は長手方向に沿って延びる細長い枠体又は梁として構成されている。
【００１７】
移動部材２０は、断面略コ字状に形成された部材であり、軌道部材１０に組み付けられると共に、鋼や鉄などで形成されたブロック本体２１とこのブロック本体２１の両端面に取り付けられた樹脂製の側蓋２２とを備えている。
【００１８】
ブロック本体２１は、軌道部材１０の上面に対向する中央部と、中央部の幅方向の両端から垂下して延びる一対の脚部とを有している。ブロック本体２１の内側には、軌道部材１０の転動体転走溝１１と対向する合計４条の負荷転動体転走溝２３が形成されている。なお、ブロック本体２１の中央部の上面には、移動部材２０を案内対象に取り付けるためのねじ部２５が形成されている。
【００１９】
また、ブロック本体２１には、ブロック本体２１の進行方向に貫通する転動体戻し通路２４が形成されている。転動体戻し通路２４は、負荷転動体転走溝２３と平行に延びて形成されており、合計４条形成されている。
【００２０】
側蓋２２は、ブロック本体２１の断面形状と略同一の断面略コ字状をしており、軌道部材１０の上面に対向する中央部と、中央部の幅方向の両端から垂下して延びる一対の脚部とを有している。また、ブロック本体２１と対向する面にはＵ字形状の方向転換路（不図示）が形成されている。方向転換路は、負荷転動体転走溝２３と転動体戻し通路２４との両端をそれぞれ連絡しており、転動体転走溝１１，負荷転動体転走溝２３，方向転換路及び転動体戻し通路２４とによって無限循環路を形成している。なお、転動体転走溝１１及び負荷転動体転走溝２３は、断面が転動体３０の半径よりも若干大きな曲率を有する単一の円弧、所謂サーキュラアーク形状に形成されている。
【００２１】
また、転動体転走溝１１と負荷転動体転走溝２３との間に介在された転動体３０は、帯状の保持器３１によって一連に保持されている。このように、移動部材２０を軌道部材１０に沿って移動させると、転動体転走溝１１と負荷転動体転走溝２３との間に介在された転動体３０は転がり運動を行う。負荷転動体転走溝２３の一端まで転走した転動体３０は、側蓋２２の掬い上げ部で掬い上げられ、方向転換路に導かれる。方向転換路で進行方向を反転させた転動体３０は、転動体戻し通路２４に導かれ、反対側の方向転換路を経由した後、再び転動体転走溝１１と負荷転動体転走溝２３との間に戻される。
【００２２】
図１及び図３に示すように、軌道部材１０の基台２と対向する取付面には、伝熱抑制部４０が形成されている。具体的には伝熱抑制部４０は、図３に示すように、軌道部材１０の幅方向に沿って複数形成された断面略半円状の凹部４１から構成されている。さらに、軌道部材１０には、図２に示すように、両側面の基台２側の下端に放熱手段となる放熱板４２が取り付けられている。
【００２３】
放熱板４２は、熱伝導率の高い材料、例えばアルミニウム合金や銅などで形成された複数のフィンと、複数のフィンを一体的に固定する基板を有している。また、放熱板４２は、軌道部材１０の側面の下端側に取り付けられているので、移動部材２０の往復移動に干渉しないように配置されている。なお、放熱板４２は、軌道部材１０に生じた摩擦熱を放熱板４２へ伝導させることができるように取り付けられており、例えば熱伝導性を有するシールや接着剤や、熱伝導性の高いグリスを用いてボルトによって締結することで軌道部材１０に固定されている。このように、放熱板４２は、複数のフィンが基板に一体的に固定されているので、容易に軌道部材１０に取り付けることができる。
【００２４】
断面略半円状の凹部４１は、その形状により、軌道部材１０を基台２に取り付けた際に軌道部材１０の底面と基台２の表面との間に複数の小さな空間を形成し、軌道部材１０と基台２との接触面積を低減している。
【００２５】
このように構成された本実施形態に係る運動案内装置１は、移動部材２０の往復移動によって軌道部材１０に生じた摩擦熱が熱伝導率の高い放熱板４２を介して大気に発散することができるようになっている。また、軌道部材１０の基台２と対向する面には、断面略半円状の凹部４１が複数形成され、軌道部材１０と基台２との接触面積を低減しているので、軌道部材１０に生じた摩擦熱が基台２に伝搬することを抑制し、放熱板４２への伝搬を促すことができる。
【００２６】
このように、移動部材２０が往復移動することにより軌道部材１０に摩擦熱が生じた場合であっても、軌道部材１０から基台２へ熱が伝搬することを抑制すると共に、熱伝導率の高い放熱板４２で大気に放熱することができるので、基台が熱によって変形することを防止することができる。
【００２７】
［第２の実施形態］
以上説明した第１の実施形態に係る運動案内装置１では、軌道部材１０の両側面の基台２側の下端に放熱板４２を取り付けた場合について説明を行った。次に説明する第２の実施形態に係る運動案内装置は、第１の実施形態とは異なる形態を有する実施例について説明を行うものである。なお、上述した第１の実施形態の場合と同一又は類似する部材については、同一符号を付して説明を省略する。
【００２８】
図４は、第２の実施形態に係る運動案内装置に用いられる軌道部材を説明するための側面図である。
【００２９】
図４に示すように、本実施形態に係る運動案内装置に用いられる軌道部材１０ａは、基台２と対向する取付面に伝熱抑制部としての断面略矩形状の凹部４３が複数形成されている。断面略矩形状の凹部４３は、隣り合う締結孔１２の間に形成されており、締結孔１２とは重畳していない。
【００３０】
また、断面略矩形状の凹部４３には、それぞれ放熱手段としての放熱板４４が組み込まれて取り付けられている。さらに、放熱板４４は、断面矩形状の凹部４３から取付面に突出しないように取り付けられているので、軌道部材１０ａを基台２に取り付ける際に取付を阻害しないように構成されている。なお、この放熱板４４は、上述した第１の実施形態に係る運動案内装置１に用いられた放熱板４２と同一の材質及び構造を有する部材であり、高い熱伝導率を有している。
【００３１】
このように、本実施形態に係る運動案内装置は、放熱板４４が軌道部材１０の基台２と対向する取付面に組み込まれているので、基台２に放熱板４４を配置するスペースを設ける必要がないため、軌道部材１０ａで生じた摩擦熱を基台２に伝搬することを抑制すると共に、軌道部材１０ａの設置の自由度が向上する。
【００３２】
［第３の実施形態］
以上説明した第２の実施形態に係る運動案内装置では、軌道部材１０ａの基台２と対向する取付面に断面矩形状の凹部４３を形成し、該凹部４３に放熱板４４を組み込んで取り付けた場合について説明を行った。次に説明する第３の実施形態に係る運動案内装置は、第１または第２の実施形態とは異なる形態を有する実施例について説明を行うものである。なお、上述した第１または第２の実施形態の場合と同一又は類似する部材については、同一符号を付して説明を省略する。
【００３３】
図５は、第３の実施形態に係る運動案内装置に用いられる軌道部材を説明するための側面図である。
【００３４】
図５に示すように、本実施形態に係る運動案内装置に用いられる軌道部材１０ｂは、基台２と対向する取付面に伝熱抑制部を構成する凹部がスリット４５として形成されている。複数のスリット４５は、隣り合う締結孔１２の間に形成されており、締結孔１２とは重畳していない。
【００３５】
複数のスリット４５は、軌道部材１０ｂの高さの略半分程度の深さに形成されており、スリット４５間の板体がフィンとして作用するので、当該板体が上述した第１及び第２の実施形態における放熱板４２，４４と同様の作用を奏する。なお、板体は、軌道部材１０ｂと一体に形成されているので、板体の材質は軌道部材１０ｂと同一に形成されている。
【００３６】
このように、本実施形態に係る運動案内装置に用いられる軌道部材１０ｂは、軌道部材１０ｂの基台２と対向する取付面に、複数のスリット４５を形成しているので、従来の軌道部材の底面にスリットを形成することで製造することができ、また部品点数の増加を招くこともないので、製造コストを抑制することができ、伝熱抑制部及び放熱手段を安価に構成することができる。
【００３７】
［第４の実施形態］
以上説明した第３の実施形態に係る運動案内装置では、軌道部材１０ｂの基台２と対向する取付面に複数のスリット４５を形成し、スリット４５間の板体を放熱手段として構成した場合について説明を行った。次に説明する第４の実施形態に係る運動案内装置は、第１から第３の実施形態とは異なる形態を有する実施例について説明を行うものである。なお、上述した第１から第３の実施形態の場合と同一又は類似する部材については、同一符号を付して説明を省略する。
【００３８】
図６は、第４の実施形態に係る運動案内装置の構造を説明するための正面図であり、図７は、第４の実施形態に係る運動案内装置の作用を説明するための概念図である。
【００３９】
図６及び図７に示すように、本実施形態に係る運動案内装置１´の伝熱抑制部は、軌道部材１０ｃの基台２と対向する取付面に形成された冷却溝４７から構成されている。また、移動部材２０ａの一対の脚部の下端には冷却溝４７に外気を導入する送風板４６が取り付けられている。
【００４０】
図７に示すように、送風板４６は、断面円弧状の部材であり、移動部材２０ａの往復方向にそれぞれ向けて開口するように取り付けられている。移動部材２０ａが往方向Ｌに沿って移動すると、往方向に開口した一方の送風板４６が外気を導入する導入部として機能し、該移動によって外気を導入方向Ｆに沿って導き、冷却溝４７に導入することができる。
【００４１】
また、冷却溝４７は、軌道部材１０ｃの長手方向に対して傾斜して形成されており、一方の送風板４６によって導入された外気を他方の送風板４６に向けて円滑に排出できるようになっている。
【００４２】
なお、送風板４６は、移動部材２０ａが復方向へ移動した場合には、他方の送風板４６から導入した外気を一方の送風板４６に排出することができるので、移動部材２０ａがいずれの方向に移動した場合であっても冷却作用を奏することができる。
【００４３】
このように、本実施形態に係る運動案内装置１´は、送風板４６と冷却溝４７とによって伝熱抑制部及び放熱手段を形成しているので、移動部材の往復移動によって軌道部材に生じた摩擦熱を、移動部材の往復移動によって得られる外気によって冷却することができるので、より効率よく放熱を行うことができ、摩擦熱が基台に伝搬することを防止することができる。
【００４４】
なお、本発明は、上記実施形態に限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲において、種々の変更が可能である。例えば、本実施形態では、転動体転走溝及び負荷転動体転走溝はサーキュラアーク形状に形成した場合について説明したが、これらの形状はこれに限られず、転動体の曲率半径よりも若干大きな曲率半径の２つの円弧からなる所謂ゴシックアーチ形状に形成しても構わない。
【００４５】
また、第１の実施形態に係る運動案内装置では、軌道部材２０の両側面に放熱板４２を取り付けた場合について説明したが、放熱板４２は軌道部材１０の一方の側面のみに取り付けても構わない。
【００４６】
また、第２の実施形態に係る運動案内装置では、断面略矩形状の凹部４３に軌道部材１０と別部材で構成した放熱板４４を取り付けた場合について説明したが、放熱板４４は、凹部４３の底面から一体的に延設した板部として形成しても構わない。
【００４７】
また、転動体にはボールのほか、円筒状のローラを用いても構わない。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うることが、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】
【００４８】
本発明に係る運動案内装置は、運動案内装置の動作によって発生した摩擦熱を基台に伝搬することを防止する伝熱抑制部を、軌道部材の基台と対向する面側の下端に形成しているので、運動案内装置の動作によって発生した摩擦熱を基台に伝搬させることなく、基台が熱によって変形することを防止する運動案内装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１，１´  運動案内装置，    ２  基台，    １０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ  軌道部材，    １１  転動体転走溝，    ２０，２０ａ  移動部材，    ２３  負荷転動体転走溝，    ２４  転動体戻し通路，    ３０  転動体，    ４０  伝熱抑制部，    ４１  断面略半円状の凹部，    ４２，４４  放熱板，    ４３    凹部，    ４５  スリット，    ４６  送風板，    ４７  冷却溝。
【図１】
2013002562.tif 000003
【図２】
2013002562.tif 000004
【図３】
2013002562.tif 000005
【図４】
2013002562.tif 000006
【図５】
2013002562.tif 000007
【図６】
2013002562.tif 000008
【図７】
2013002562.tif 000009