(57)【要約】【課題】高い精度を備えた運動案内装置ユニットを得る。【解決手段】設置基準となるベースと、ベースに設置されるとともに、その外表面に長手方向に延びる転動体転走溝を有する軌道レールと、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、を備える運動案内装置ユニットでは、ベースに対して軌道レール素材を接合する接合工程（ステップＳ１２）と、ベースの基準に基づいて軌道レール素材に加工を行うことによって、転動体転走溝を加工成形する加工工程（ステップＳ１３）と、を含む処理を実行されることにより、運動案内装置ユニットが形成される。【選択図】図１
2009180353.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
設置基準となるベースと、
前記ベースに設置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ユニットにおいて、
前記軌道レールには、外表面に長手方向に延びる転動体転走溝が形成されており、
前記転動体転走溝は、前記ベースに対して軌道レール素材を接合した後、前記ベースの基準に基づいて前記軌道レール素材に加工を行うことによって形成されていることを特徴とする運動案内装置ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の運動案内装置ユニットにおいて、
前記軌道レールは、前記ベースに対してレーザブレージングにより接合されていることを特徴とする運動案内装置ユニット。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の運動案内装置ユニットにおいて、
前記ベースは、前記軌道レール素材を位置決めするための位置決め形状を備えていることを特徴とする運動案内装置ユニット。
【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ユニットにおいて、
前記転動体転走溝と前記レーザブレージングによる前記軌道レールの接合箇所とは、前記軌道レール上で間隔を隔てて形成されていることを特徴とする運動案内装置ユニット。
【請求項５】
設置基準となるベースと、
前記ベースに設置されるとともに、その外表面に長手方向に延びる転動体転走溝を有する軌道レールと、
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ユニットの製造方法であって、
前記ベースに対して軌道レール素材を接合する接合工程と、
前記ベースの基準に基づいて前記軌道レール素材に加工を行うことによって、前記転動体転走溝を加工成形する加工工程と、
を含む処理を実行することにより、前記軌道レールを形成することを特徴とする運動案内装置ユニットの製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の運動案内装置ユニットの製造方法において、
前記接合工程で前記ベースに対して接合される前記軌道レール素材は、レーザブレージングにより接合されていることを特徴とする運動案内装置ユニットの製造方法。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の運動案内装置ユニットの製造方法において、
前記ベースは、前記軌道レール素材を位置決めするための位置決め形状を備えており、
前記接合工程は、前記位置決め形状によって前記軌道レール素材を位置決めした後、前記ベースに対して軌道レール素材を接合することにより行われることを特徴とする運動案内装置ユニットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運動案内装置ユニットとその製造方法に係り、特に、高精度の運動案内装置ユニットを実現する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、機械の直線運動部を軽く正確に動かす機械要素部品として、例えば図５に示すごとき運動案内装置が知られている。この種の運動案内装置の構成について、図５を用いて説明すると、従来技術に係る運動案内装置４０は、軌道レール４１と、軌道レール４１に多数の転動体として設置されるボール４２…を介して往復運動自在に取り付けられた移動ブロック４３とを備えて構成されている。軌道レール４１はその長手方向と直交する断面が概略矩形にて形成された長尺の部材であり、その表面（上面および両側面）にはボール４２が転がる際の軌道となる転動体転走溝４１ａ…が軌道レール４１の全長に渡って形成されている。なお、軌道レール４１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。
【０００３】
一方、移動ブロック４３は、金属材料から成る移動ブロック本体部４３ａと、移動ブロック本体部４３ａにおける移動方向の両端面に対して設置される樹脂材料から成る一対のエンドプレート４３ｂ，４３ｂとから構成されている。移動ブロック本体部４３ａには、転動体転走溝４１ａ…とそれぞれ対応する位置に負荷転動体転走溝４３ｃ…が設けられている。軌道レール４１の転動体転走溝４１ａ…と移動ブロック本体部４３ａに形成された負荷転動体転走溝４３ｃ…とによって負荷転動体転走路５２…が形成され、この通路に導入された複数のボール４２…は、負荷を受けながら転走することになる。また、移動ブロック本体部４３ａは、負荷転動体転走溝４３ｃ…と平行に延びる無負荷転動体転走路５３…を備えている。さらに、一対のエンドプレート４３ｂ，４３ｂのそれぞれには、各無負荷転動体転走路５３…と各負荷転動体転走路５２…とを結ぶ方向転換路５５…が設けられている。１つの負荷転動体転走路５２および無負荷転動体転走路５３と、それらを結ぶ一対の方向転換路５５，５５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こととなる（図５中（ｂ）参照）。
【０００４】
そして、複数のボール４２…が負荷転動体転走路５２と無負荷転動体転走路５３と一対の方向転換路５５，５５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、移動ブロック４３の軌道レール４１に対する相対的な往復運動が可能となっている。
【０００５】
以上のような構成を有する従来の運動案内装置４０において、その取り付けは、軌道レール４１と移動ブロック４３それぞれに形成されたボルト孔４１ｂ，４３ｄを利用するものであった。例えば、軌道レール４１を取り付け基準となるベース（不図示）に対して設置する場合には、軌道レール４１の長手方向に間隔を開けて複数形成されたボルト孔４１ｂを利用し、このボルト孔４１ｂを導通してベース（不図示）に対して螺合されるボルトの締結力によって固定設置されることが行われていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ボルトを用いて軌道レール４１を固定設置する方法では、ボルトの締結力によって軌道レール４１にひずみが生じる場合があり、このひずみがウェービング特性等に悪影響を及ぼし、運動案内装置ユニットの案内精度を低下させる虞があった。また、このような従来の方法では、ボルトの締め付け方法によって設置精度が大きく変動するので、運動案内装置ユニットの据え付け作業に熟練を要するなどといった問題も存在していた。さらに、軌道レール４１を縦使用、あるいは逆さ使用する場合、ボルト締結部とそれ以外との部分でレール変形に違いが見られ、精度が安定しない。またさらに、ベース側の精度と軌道レール４１側の精度誤差とが累積するので、従来技術を用いたのでは、高精度な案内構造を得ることが困難であった。
【０００７】
本発明は、上述した課題の存在に鑑みて成されたものであって、その目的は、従来技術では不可能であったレベルの精度を有する運動案内装置ユニットを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る運動案内装置ユニットは、設置基準となるベースと、前記ベースに設置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ユニットであって、前記軌道レールには、外表面に長手方向に延びる転動体転走溝が形成されており、前記転動体転走溝は、前記ベースに対して軌道レール素材を接合した後、前記ベースの基準に基づいて前記軌道レール素材に加工を行うことによって形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る運動案内装置ユニットにおいて、前記軌道レールは、前記ベースに対してレーザブレージングにより接合されていることとすることができる。
【００１０】
また、本発明に係る運動案内装置ユニットにおいて、前記ベースは、前記軌道レール素材を位置決めするための位置決め形状を備えていることとすることができる。
【００１１】
さらに、本発明に係る運動案内装置ユニットにおいて、前記転動体転走溝と前記レーザブレージングによる前記軌道レールの接合箇所とは、前記軌道レール上で間隔を隔てて形成されていることとすることができる。
【００１２】
本発明に係る運動案内装置ユニットの製造方法は、設置基準となるベースと、前記ベースに設置されるとともに、その外表面に長手方向に延びる転動体転走溝を有する軌道レールと、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ユニットの製造方法であって、前記ベースに対して軌道レール素材を接合する接合工程と、前記ベースの基準に基づいて前記軌道レール素材に加工を行うことによって、前記転動体転走溝を加工成形する加工工程と、を含む処理を実行することにより、前記軌道レールを形成することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る運動案内装置ユニットの製造方法において、前記接合工程で前記ベースに対して接合される前記軌道レール素材は、レーザブレージングにより接合されていることとすることができる。
【００１４】
また、本発明に係る運動案内装置ユニットの製造方法において、前記ベースは、前記軌道レール素材を位置決めするための位置決め形状を備えており、前記接合工程は、前記位置決め形状によって前記軌道レール素材を位置決めした後、前記ベースに対して軌道レール素材を接合することにより行われることとすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ボルトを用いることなく軌道レールを設置することができるので、軌道レールにひずみが生ずることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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、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。また、背景技術の欄で説明した従来の部材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場合がある。
【００１７】
まず、図１乃至図３を用いて、本実施形態に係る運動案内装置ユニットの製造方法を説明する。ここで、図１は、本実施形態に係る運動案内装置ユニットの製造方法を説明するためのフローチャートである。また、図２および図３は、本実施形態に係る運動案内装置ユニットの製造段階における形態を示す図であり、特に、図２はベースと軌道レールとの接合状態の外観を示し、図３は軌道レールの長手方向に直行する断面でのベースと軌道レールとの接合状態を示している。
【００１８】
本実施形態に係る運動案内装置ユニットの製造方法では、まず、レール製造工程として、軌道レール素材を製作する（ステップＳ１０）。この軌道レール素材は、例えば棒状の金属素材に引き抜き加工を施し、その後に転動体転走溝４１ａが形成される周辺を高周波焼入焼戻し、さらに４面研削が行われることによって、軌道レール４１としてのおおよその外郭形状が形成された部材である。
【００１９】
次に、位置決め工程として、設置基準となるベース１０に対して、軌道レール素材を設置するための溝１１を加工成形する（ステップＳ１１）。図２において例示される運動案内装置ユニットの場合、ベース１０に設置される軌道レール４１は２本であり、この２本の軌道レール４１の設置位置に応じて、２つの溝１１が加工されている。
【００２０】
この溝１１は、軌道レール素材を位置決めするための位置決め形状として機能するものであり、軌道レール素材を溝１１に嵌め込んだときの軌道レール素材と溝１１との隙間は１ｍｍ未満となるように管理されている。かかる隙間管理によって、後に接合のために供給されるロウ材１２に対してレーザからの適切な熱量が及ぶこととなる。また、軌道レール素材が溝１１に対して嵌め込まれたときの軌道レール素材とベース１０との境界面は、軌道レール素材の側面とベース１０の上面とで挟まれた略９０°の領域として構成され、この領域に対して、ロウ材１２が供給されることとなる。
【００２１】
続いて、接合工程として、ベース１０の溝１１に対して位置決めされて嵌め込まれた軌道レール素材に対して、レーザブレージングによる接合が、軌道レール素材の全長に渡って行われることとなる（接合工程：ステップＳ１２）。このときの接合は、部分的に時間加熱することのできるレーザを速度制御しながら照射することとなり、また、使用されるロウ材１２は、母材に対して非常に融点の低い材料なので、軌道レール素材やベース１０への熱影響部の発生が極小化でき、非常に好適である（図３参照）。また、レーザブレージング技術の適用によって、軌道レール素材の全長に渡って安定したロウ材１２の供給ができるので、安定且つ強固な接合が実現されることとなる（図３参照）。
【００２２】
なお、図３にて詳細に示されるように、本実施形態に係る軌道レール４１の転動体転走溝４１ａは、軌道レール４１の上方両側面に形成されている。一方、レーザブレージングによる軌道レール４１とベース１０との接合が行われる箇所は、軌道レール４１の下方両側面となっている。すなわち、軌道レール４１上において、転動体転走溝４１ａの形成位置と、レーザブレージングによるロウ材１２の付与位置とは、それぞれが間隔を隔てて離れた位置となっており、且つ、対応した位置となっている。このような構成の採用によって、レーザブレージングによる熱影響を転動体転走溝４１ａに対して及ぼすことがなく、しかも、熱応力による変形の発生を転動体転走溝４１ａに対して対称位置、あるいは対偶位置とすることができている。したがって、本実施形態によれば、熱影響によって生ずる可能性のある転動体転走溝４１ａへの影響を、極小化することが可能となっている。
【００２３】
最後に、加工工程として、ベース１０の基準に基づいて、軌道レール素材に対して転動体転走溝４１ａを加工成形し、運動案内装置ユニットを完成させる（加工工程：ステップＳ１３）。
【００２４】
本実施形態に係る運動案内装置ユニットは、以上のような工程を経て製造されるので、従来技術の運動案内装置ユニットに存在していた取付誤差、およびベースと軌道レールの加工誤差の累積を排除することができ、そこに存在するのは運動案内装置ユニット全体の加工誤差のみである。ただし、近時の加工技術は非常に優れているので、本実施形態の設置精度は非常に高いものとなっており、その結果、高い精度を有する運動案内装置ユニットを提供することが可能となっている。
【００２５】
また、本実施形態に係る軌道レール４１は、ベース１０への設置にボルトを必要としないので、ひずみの発生をほぼゼロとすることができている。さらに、本実施形態に係る軌道レール４１は、ベース１０への設置後に仕上げ加工が行われ、さらにその接合はレール全長に渡って行われているので、従来技術に比べて軌道レール４１の真直度が飛躍的に向上している。
【００２６】
さらに、レーザブレージング接合は、軌道レール４１やベース１０に発生する熱影響部が極小化されて母材の変形が少ないので、安定した案内精度の発揮が可能となる。また、レーザブレージング接合は、接合する材料の選定範囲が拡がるので（例えば、アルミニウム鋳物など）、非常に好適である。さらに、レーザブレージング接合は、部分加熱接合が可能であるという利点をも有している。
【００２７】
またさらに、本実施形態に係る軌道レール４１では、取り付けのためのボルト孔を形成する必要がないので、レール上面のシール性が飛躍的に向上することとなる。かかる形態は、移動ブロック４３への異物の侵入を防止するという作用効果をも発揮することとなり、従来技術に比べて長寿命の運動案内装置ユニットを得ることができる。
【００２８】
以上のようにして形成された軌道レール４１に対して、従来技術で説明したものと同様の移動ブロック４３を組み付けることにより、本実施形態に係る運動案内装置ユニットが完成する。
【００２９】
なお、図４は、本発明を好適に適用できる形態の運動案内装置ユニットを例示している。すなわち、ベース２０の形状が、図４にて示すような貫通孔を備える角柱状部材の場合、その上面に軌道レールを取り付けるためのボルト孔を形成することは難しく、従来技術のようにボルトを用いて軌道レール４１を固定設置する手法は、このような形態を有するベース２０に対して適用することは困難であった。しかしながら、本発明方法によれば、図４にて示すような形状のベース２０に対しても、非常に精度良く軌道レール４１を固定設置することが可能である。したがって、本発明方法は、どの様な形状の運動案内装置ユニットであっても適用が可能な、広い適用性を備えた技術であるということが言えるのであり、本発明によれば、被案内対象物２１を精度良く案内することが可能となっている。
【００３０】
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。例えば、上述した実施形態では、ベース１０に形成した位置決め形状を溝１１として形成した場合を例示して説明したが、本発明に係る位置決め形状は、上述したベース１０の長手方向に延びて形成される溝１１に限られるものではなく、軌道レール素材を位置決めできるものであればどの様なものであっても良い。例えば、軌道レール素材は、２点もしくは１面を決めれば位置決めが可能なので、ベース１０上面から突き出た２つの凸部形状であっても良いし、軌道レール素材の片側のみに係合する段差形状のようなものであっても良い。
【００３１】
また、ベース１０の形状については、図示のものに限定されず、あらゆる形状のものを採用することができる（例えば、長手方向に直行する断面の形状が、図２のように概略矩形のものには限られず、断面Ｕ字形や断面Ｌ字形などといったものにも本発明を適用可能である。）。
【００３２】
さらに、ベースと軌道レール素材との接合で用いられるレーザブレージング技術については、接合対象物の母材条件や形状等に応じて、最適なレーザ出力、ロウ材、ヘッド送り速度やワイヤ送り速度などといった公知の条件を、適宜選択すれば良い。
【００３３】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本実施形態に係る運動案内装置ユニットの製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図２】本実施形態に係る運動案内装置ユニットの製造段階における形態を示す図であり、特に、ベースと軌道レールとの接合状態の外観を示している。
【図３】本実施形態に係る運動案内装置ユニットの製造段階における形態を示す図であり、特に、軌道レールの長手方向に直行する断面でのベースと軌道レールとの接合状態を示している。
【図４】本発明を適用可能な運動案内装置ユニットの一形態を例示する図である。
【図５】従来技術に係る運動案内装置ユニットの一形態を例示する図であり、図中（ａ）は外観斜視図を示し、図中（ｂ）は（ａ）で示した運動案内装置ユニットが備える無限循環路を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０，２０  ベース、１１  溝、１２  ロウ材、２１  被案内対象物、４０  （従来技術に係る）運動案内装置、４１  軌道レール、４１ａ  転動体転走溝、４１ｂ，４３ｄ  ボルト孔、４２  ボール、４３  移動ブロック、４３ａ  移動ブロック本体部、４３ｂ  エンドプレート、４３ｃ  負荷転動体転走溝、５２  負荷転動体転走路、５３  無負荷転動体転走路、５５  方向転換路。
【図１】
2009180353.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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