JP7762013B2

JP7762013B2 - 案内装置

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Publication number: JP7762013B2
Application number: JP2021140636A
Authority: JP
Inventors: 雄一水谷; 貴光冨山; 和俊播磨
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 2021-04-12
Filing date: 2021-08-31
Publication date: 2025-10-29
Anticipated expiration: 2041-08-31
Also published as: JP2022162511A

Description

本発明は、案内装置に関するものである。

従来から、軌道部材の長手方向に沿って相対的に移動する移動部材を備えた案内装置が公知である。例えば、下記特許文献１には、軌道部材である案内レールに沿って移動する移動部材である本体を備える搬送装置としての案内装置が開示されている。

特許文献１に開示された搬送装置の本体には、案内レールの両側面を挟むように一対のローラ部材が配置されており、さらに一対のローラ部材は本体に対して２組設置されている。かかる構成を備えることで、特許文献１に開示された搬送装置は、案内レールの曲線状の部分であっても本体の安定した移動を確保することができるとされている。

特許第５５６９３７１号公報

しかしながら、上掲した特許文献１に開示された搬送装置の場合には、案内レールの両側面を挟むように配置される一対のローラ部材が同一の径を有しており、かつ、案内レールの両側面と一対のローラ部材との接触部位は面接触していると考えられる。この場合、案内レールの曲線部を搬送装置の本体が移動する際に、一対のローラ部材の間では曲線部で周速差が生じてしまい、本体が円滑に移動できないといった課題が存在していた。つまり、特許文献１に開示された搬送装置に代表される従来の案内装置には、軌道部材の曲線部を移動部材が移動する際に、転動体同士で周速差が生じることがなく、移動部材が軌道部材に対して円滑に移動できる案内装置を実現したいとする課題が存在していた。

本発明は、上述した従来技術に存在する課題に鑑みて成されたものであって、あらゆる形状の軌道部材に沿って円滑に移動可能な案内装置を提供することを目的とするものである。

本発明に係る案内装置は、直線状に形成された直線部のみで長手方向に延びて形成される、または、所定の曲率半径で円弧状に形成された曲線部のみで長手方向に延びて形成される、もしくは、複数の前記直線部と複数の前記曲線部を任意の個数で任意の順番に繋ぎ合わせて長手方向に延びて形成される軌道部材と、前記軌道部材における前記直線部の箇所では前記軌道部材の長手方向に沿って相対的に直線移動し、前記軌道部材における前記曲線部の箇所では前記軌道部材の長手方向に沿って相対的に曲線移動する移動部材と、を備え、前記移動部材の移動方向に直交する方向での前記軌道部材の両側から当該軌道部材を挟むように配置される一対の転動体と、当該一対の転動体を回転自在に保持するとともに前記移動部材に対して回動自在に設置される転動体保持部と、で構成される案内機構が、前記移動部材に対して少なくとも１組設置される案内装置であって、前記軌道部材における前記転動体と接触する部位を一定の曲率を持った転走面とし、当該転走面と接触する前記転動体の部位を一定の曲率を持った負荷転走面とし、前記転走面の曲率と前記負荷転走面の曲率が異なるように構成し、さらに、前記転走面を一定の曲率を持った凸形状からなるＲａ面とし、当該Ｒａ面と接触する前記負荷転走面を一定の曲率を持った凹形状からなるＲｂ面とし、Ｒａ面とＲｂ面が点接触するように構成し、点接触を行うＲａ面とＲｂ面について、「Ｒｂ面の曲率」／「Ｒａ面の曲率」＞１．０５なる不等式が成り立つように構成することを特徴とするものである。また、本発明に係る他の案内装置は、直線状に形成された直線部のみで長手方向に延びて形成される、または、所定の曲率半径で円弧状に形成された曲線部のみで長手方向に延びて形成される、もしくは、複数の前記直線部と複数の前記曲線部を任意の個数で任意の順番に繋ぎ合わせて長手方向に延びて形成される軌道部材と、前記軌道部材における前記直線部の箇所では前記軌道部材の長手方向に沿って相対的に直線移動し、前記軌道部材における前記曲線部の箇所では前記軌道部材の長手方向に沿って相対的に曲線移動する移動部材と、を備え、前記移動部材の移動方向に直交する方向での前記軌道部材の両側から当該軌道部材を挟むように配置される一対の転動体と、当該一対の転動体を回転自在に保持するとともに前記移動部材に対して回動自在に設置される転動体保持部と、で構成される案内機構が、前記移動部材に対して少なくとも１組設置される案内装置であって、前記軌道部材における前記転動体と接触する部位を一定の曲率を持った転走面とし、当該転走面と接触する前記転動体の部位を一定の曲率を持った負荷転走面とし、前記転走面の曲率と前記負荷転走面の曲率が異なるように構成し、前記軌道部材は２本設置されており、前記移動部材は、２本の前記軌道部材に架け渡されて設置され、また、当該移動部材は、２本のうちの一方の軌道部材に対して組み付けられる少なくとも１組の前記案内機構を備え、前記移動部材は、２本のうちの他方の軌道部材と接触する１つの支承用転動体を備え、前記軌道部材における前記支承用転動体と接触する部位を一定の曲率を持った支承用転走面とし、当該支承用転走面と接触する前記支承用転動体の部位を一定の曲率を持った支承用負荷転走面とし、前記支承用転走面の曲率と前記支承用負荷転走面の曲率が異なるように構成し、前記支承用転走面を一定の曲率を持った凸形状からなるＲａ面とし、当該Ｒａ面と接触する前記支承用負荷転走面を一定の曲率を持った凹形状からなるＲｂ面とし、Ｒａ面とＲｂ面が点接触するように構成し、点接触を行うＲａ面とＲｂ面について、「Ｒｂ面の曲率」／「Ｒａ面の曲率」＞１．０５なる不等式が成り立つように構成することを特徴とするものである。

本発明によれば、あらゆる形状の軌道部材に沿って移動可能な案内装置を提供することができる。

本実施形態に係る案内装置を上方から見た場合の外観斜視図である。本実施形態に係る案内装置を下方から見た場合の外観斜視図である。本実施形態に係る案内装置の正面図である。本実施形態に係る案内装置の底面図である。本実施形態に係る案内装置が有する移動部材を下方から見た場合の外観斜視図である。図５で示された移動部材が有する２組の案内機構のうち、１組の案内機構を分解した状態を示す分解斜視図である。本実施形態に係る案内装置の有利な作用効果を説明するための図であり、図中の分図（ａ）が本実施形態を示し、分図（ｂ）が比較例を示している。本実施形態の軌道レールとは別形状の軌道レールに本発明を適用した場合の変形形態例を示す図である。本発明に係る案内装置が有する案内機構が取り得る一構成例を示す模式図である。本発明に係る案内装置が有する案内機構が取り得る一構成例を示す模式図である。本発明に係る案内装置が有する案内機構が取り得る更に別の一構成例を示す模式図である。本発明の案内装置が取り得る多様な接触構造例を示す模式図である。本発明の別の実施形態に係る案内装置の構成例を示す図である。図１３で示した本発明の別の実施形態に係る案内装置の動作状態を説明するための図である。本発明の更に別の実施形態に係る案内装置の構成例を示す図である。図１５で示した本発明の更に別の実施形態に係る案内装置の動作状態を説明するための図である。

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、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。

図１は、本実施形態に係る案内装置を上方から見た場合の外観斜視図であり、図２は、本実施形態に係る案内装置を下方から見た場合の外観斜視図である。また、図３は、本実施形態に係る案内装置の正面図であり、図４は、本実施形態に係る案内装置の底面図である。さらに、図５は、本実施形態に係る案内装置が有する移動部材を下方から見た場合の外観斜視図であり、図６は、図５で示された移動部材が有する２組の案内機構のうち、１組の案内機構を分解した状態を示す分解斜視図である。

図１～図４に示すように、本実施形態に係る案内装置１０は、本発明の軌道部材としての軌道レール１１と、本発明の移動部材としての移動体２１とを有している。

本実施形態の軌道レール１１は、長手方向に延びて形成される長尺の部材である。また、本実施形態の軌道レール１１は、直線状に形成された直線部１２と、所定の曲率半径で円弧状に形成された曲線部１３を有して構成されている。なお、図１～図４に示される本実施形態の軌道レール１１では、１つの直線部１２と１つの曲線部１３を繋ぎ合わせた状態が示されているが、本発明に係る軌道部材の取り得る構成は、この構成例に限られるものではない。本発明に係る軌道部材としての軌道レール１１は、例えば、複数の直線部１２のみを繋ぎ合わせたものであってもよいし、複数の曲線部１３のみを繋ぎ合わせたものであってもよいし、複数の直線部１２と複数の曲線部１３を任意の個数で任意の順番に繋ぎ合わせたものであってもよい。

本実施形態の軌道レール１１には、図１、図２および図４に示されるように、軌道レール１１の上下方向に貫通した複数の取付孔１４が形成されている。複数の取付孔１４を利用することで、本実施形態の軌道レール１１は、例えば取付基準となるベース面等に対して軌道レール１１の底面側を基準として固定することができる。

また、本実施形態の軌道レール１１は、図３にて示されるように、レールの左右側面が左右に突出した突形状にて形成されている。この軌道レール１１の左右側面のそれぞれに配された突形状は、上下のそれぞれに配されて水平面に対して４５度又は－４５度の角度に傾いた２つの斜面１１ａと、これら上下２つの斜面１１ａの間で垂直方向に形成された１つの平面１１ｂとで構成されている。突形状を形成する上下２つの斜面１１ａと１つの平面１１ｂは、後述する本発明の転動体の負荷転走面からの接触を受けることで、本発明に係る転走面としての機能を発揮する。

本実施形態の移動体２１は、上述した軌道レール１１の長手方向に沿って相対的に直線移動又は曲線移動する部材である。本実施形態の移動体２１は、図５および図６においてより詳細に示されるように、１枚の移動プレート２２と、この移動プレート２２に対して２組設置される案内機構２３とで構成されている。

移動プレート２２は、例えば上面側に搬送対象となる外部部材を取り付けることで、軌道レール１１の長手方向に沿って外部部材を直線移動又は曲線移動することができる。

一方、移動プレート２２の下面側には、図５に示すように、２組の案内機構２３が設置されている。

本実施形態の案内機構２３は、図６に示されるように、移動プレート２２に対して回動自在に設置される転動体保持部２４と、この転動体保持部２４に対して回転自在な状態で保持される一対の転動体であるホイール２５およびカムフォロア２６を有している。

転動体保持部２４は、中央位置に１つの貫通孔２４ａを有するとともに、この貫通孔２４ａの両隣の位置に２つの転動体取付孔２４ｂを有している。そして、移動プレート２２に形成された保持部取付孔２２ａに対して保持部取付軸２４ｃを貫通させ、さらに保持部取付軸２４ｃの先端部を転動体保持部２４の中央の貫通孔２４ａを貫通させた状態でナット２４ｄにより締結固定することで、転動体保持部２４を移動プレート２２に対して回動自在な状態で設置することができる。

また、転動体保持部２４が有する２つの転動体取付孔２４ｂのうち、一方の（図６における紙面左側の）転動体取付孔２４ｂには、ホイール２５が有するホイール軸２５ａを貫通させた状態でホイール軸２５ａの軸端をナット２５ｂにより締結固定することで、ホイール２５を転動体保持部２４に対して回転自在な状態で設置することができる。

また、転動体保持部２４が有する２つの転動体取付孔２４ｂのうち、他方の（図６における紙面右側の）転動体取付孔２４ｂには、転動体取付孔２４ｂに対して取り付けた際に偏心した偏心貫通孔２７ａを有する偏心ナット２７を螺合した状態で、カムフォロア２６が有するカムフォロア軸２６ａを偏心貫通孔２７ａに貫通させた状態でカムフォロア軸２６ａの軸端をナット２６ｂにより締結固定することで、カムフォロア２６を転動体保持部２４に対して回転自在な状態で設置することができる。なお、本実施形態のカムフォロア２６については、偏心ナット２７を転動体取付孔２４ｂに対して回転させることで、偏心貫通孔２７ａの位置が変更されるので、ホイール２５に対するカムフォロア２６の位置（距離）を変更することができる。この位置（距離）変更は、軌道レール１１に対する移動体２１の取り付けの際に利用される。

以上説明した案内機構２３を構成する一対の転動体であるホイール２５およびカムフォロア２６は、図２や図４等に示されるように、移動体２１の移動方向に直交する方向での軌道レール１１の両側から当該軌道レール１１を挟むように配置される。そして、本実施形態では、２組の案内機構２３のそれぞれに配置される一対の転動体であるホイール２５およびカムフォロア２６のうち、移動体２１の移動方向に直交する方向での軌道レール１１の一方側（図４における紙面左側）に配置されるホイール２５に対して、軌道レール１１の他方側（図４における紙面右側）に配置されるカムフォロア２６の方が、小径となるように構成されている。すなわち、本実施形態では、図４にてより詳細に示されるように、軌道レール１１において所定の曲率半径で円弧状に形成された曲線部１３の内周側に対して小径のカムフォロア２６が配置され、曲線部１３の外周側に対して大径のホイール２５が配置されている。

ここで、一対の転動体であるホイール２５およびカムフォロア２６は、互いの回転中心を結ぶ線が軌道レール１１の長手方向の中心線に対して直交する方向となるように移動することとなる。したがって、仮に、一対の転動体であるホイール２５およびカムフォロア２６の径が同一径の場合には、軌道レール１１の曲線部１３を移動する際に曲線部１３の内周側に配置された転動体同士の間の距離が小さくなるので、この転動体間の距離を考慮して案内機構２３を構成する必要性が生じ、２組の案内機構２３を有する移動体２１のコンパクト化には限界が生じることとなる。しかしながら、本実施形態の移動体２１のように、２組の案内機構２３が有する転動体について、軌道レール１１の曲線部１３の内周側に配置された転動体であるカムフォロア２６を小径のものとすることで、仮に転動体同士の間の距離が小さくなったとしても転動体同士が接触して干渉することがないので、スムーズな案内移動を維持しながらも、２組の案内機構２３を有する移動体２１のコンパクト化を実現することが可能となっている。

また、本実施形態の案内装置１０では、図３に示すように、一対の転動体であるホイール２５およびカムフォロア２６について、ホイール２５は軌道レール１１の外周側の突形状を形成する上下２つの斜面１１ａと点接触し、カムフォロア２６は軌道レール１１の内周側の突形状を形成する１つの平面１１ｂと線接触している。なお、本実施形態の案内装置１０では、図３に示すように、軌道レール１１の左右側面のそれぞれに配された突形状を形成する部位のうち、転動体（ホイール２５）と接触する部位（上下２つの斜面１１ａ）である転走面を一定の曲率を持ったＲａ面とし、このＲａ面と接触する転動体（ホイール２５）の外形部位としての負荷転走面を一定の曲率を持ったＲｂ面とし、Ｒａ面とＲｂ面が点接触するように構成することができる。また、点接触を行うＲａ面とＲｂ面については、互いに異なる曲率を有するように構成することができ、例えば図３で示されるように、「Ｒａ面の曲率」＞「Ｒｂ面の曲率」となるように構成することができる。つまり、本実施形態では、案内機構２３に配置される一対の転動体であるホイール２５およびカムフォロア２６は、軌道レール１１に対して２点１線接触する構成となっている。図３に示す構成を採用することで、例えば、軌道レール１１の曲線部１３を移動する際に転動体（ホイール２５およびカムフォロア２６）の周速差が無くなって作動滑りが発生し難い状態となり、移動体２１が円滑に動作できる案内装置１０を実現することが可能となる。

さらに、本実施形態の案内装置１０は、図１～図６で示した構成を有することで、さらなる有利な作用効果を発揮できる。その作用効果の内容を、図７を参照図面に加えて説明を行う。ここで、図７は、本実施形態に係る案内装置の有利な作用効果を説明するための図であり、図中の分図（ａ）が本実施形態を示し、分図（ｂ）が比較例を示している。

上述したように、本実施形態に係る案内装置１０を構成する軌道レール１１は、レールの左右側面が左右に突出した突形状にて形成されている。また、本発明の案内機構を構成する一対の転動体については、偏心ナット２７を利用することで、一対の転動体の位置（距離）を変更することができる。この一対の転動体間の位置（距離）変更は、軌道レール１１から移動体２１を取り外したり、取り付けたりする際に利用できる機構である。

したがって、図７中の分図（ｂ）で示す比較例のように、案内機構を構成する一対の転動体が、いずれも同一径を有するホイール２５で構成されている場合には、一対のホイール２５の両方が軌道レール１１の左右側面から左右に突出した突形状の上下２つの斜面１１ａと接することになるので、軌道レール１１から移動体２１を取り外す際のホイール２５の偏心量は、左右それぞれで斜面１１ａの水平方向距離「ｅ」の２倍分である「２ｅ」が必要となる。

一方、図７中の分図（ａ）で示す本実施形態のように、本発明の案内機構を構成する一対の転動体が、ホイール２５およびカムフォロア２６で構成され、さらに、カムフォロア２６がホイール２５よりも小径で構成される場合には、ホイール２５は軌道レール１１の外周側の突形状を形成する上下２つの斜面１１ａと点接触し、カムフォロア２６は軌道レール１１の内周側の突形状を形成する１つの平面１１ｂと線接触することになる。したがって、軌道レール１１から移動体２１を取り外す際のホイール２５およびカムフォロア２６の偏心量は、ホイール２５側の斜面１１ａの水平方向距離「ｅ」だけで良いことになる。つまり、本発明の案内機構を構成する一対の転動体が、本実施形態のようにホイール２５およびカムフォロア２６で構成される場合の方が、比較例に比べて、軌道レール１１から移動体２１を取り外したり取り付けたりする際の転動体の偏心量を小さくすることができるので、操作性に優れた案内装置１０を実現できる。

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、上述した実施形態において、本発明の軌道部材である軌道レール１１は、図３等で示されるように、レールの左右側面が左右に突出した突形状にて形成されていた。しかしながら、本発明の案内装置は、あらゆる形状の軌道部材に対して適用可能である。例えば、図８は、本実施形態の軌道レールとは別形状の軌道レールに本発明を適用した場合の変形形態例を示す図である。図８に示すように、レールの左右側面が左右から内側に凹んだ凹形状にて形成された軌道レール８１に対しても、本発明を適用することができる。図８で示す変形形態例の場合、本発明の案内機構を構成する一対の転動体については、大径のホイール２５と、小径のホイール８６とで構成することができる。図８で示す変形形態例の場合にも、大径のホイール２５は軌道レール８１の外周側（図８の紙面左側）の凹形状を形成する上下２つの斜面１１ａと点接触し、小径のホイール８６は軌道レール８１の内周側（図８の紙面右側）の凹形状を形成する１つの平面１１ｂと線接触している。つまり、図８で示す変形形態例についても、上述した実施形態の場合と同様に、案内機構２３に配置される一対の転動体である大径のホイール２５および小径のホイール８６は、軌道レール８１に対して２点１線接触する構成となっているので、移動体２１は、軌道レール８１に対して安定した取付状態を維持しつつ軌道レール８１の長手方向に沿った円滑な移動が可能となっている。

また例えば、上述した実施形態では、図９にて模式的に例示するように、２組の案内機構２３のそれぞれに配置される一対の転動体９５，９６のうち、移動体２１の移動方向に直交する方向での軌道レール１１の一方側（外周側）に配置される転動体９５に対して、軌道レール１１の他方側（内周側）に配置される転動体９６が小径である場合の構成を例示して説明を行った。つまり、この例では、所定の曲率半径で円弧状に形成された曲線部１３を含む軌道レール１１の内周側に配置される転動体９６が、外周側に配置される転動体９５よりも小径となるように構成されていた。しかしながら、本発明に係る案内装置の構成は、上述のものには限られない。例えば、図１０に示すように、２組設置される案内機構２３ａ，２３ｂのうち、一方の組の案内機構２３ａに配置される一対の転動体１０５ａ，１０６ａは、移動体２１の移動方向に直交する方向での軌道レール１１の一方側（図１０の紙面左側）に配置される転動体１０５ａに対して、軌道レール１１の他方側（図１０の紙面右側）に配置される転動体１０６ａが小径であり、他方の組の案内機構２３ｂに配置される一対の転動体１０５ｂ，１０６ｂは、移動体２１の移動方向に直交する方向での軌道レール１１の他方側（図１０の紙面右側）に配置される転動体１０６ｂに対して、軌道レール１１の一方側（図１０の紙面左側）に配置される転動体１０５ｂが小径である、という構成を採用することができる。図１０で示す構成例の場合、例えば軌道レール１１がＳ字形に湾曲した形状の場合には、転動体の好適な配置構成となる。なお、図９および図１０は、本発明に係る案内装置が有する案内機構が取り得る一構成例を示す模式図である。

また例えば、上述した実施形態を説明した図１～図１０では、転動体としてのホイール２５，８６やカムフォロア２６が、軌道レール１１，８１の左右側面のそれぞれに配された突形状や凹形状に対して点接触又は線接触する場合の例が示されていた。すなわち、上述した実施形態は、転動体としてのホイール２５，８６やカムフォロア２６における軌道レール１１，８１との接触部位である負荷転走面が、軌道レール１１，８１におけるホイール２５，８６やカムフォロア２６との接触部位としての転走面である斜面１１ａや平面１１ｂと、点接触又は線接触するものであった。ただし、本発明の適用範囲は上述した実施形態には限定されず、さらなる改良形態を加えることができる。ここで、図１１は、本発明に係る案内装置が有する案内機構が取り得る更に別の一構成例を示す模式図である。例えば、図１１に示す案内装置１０は、上述した実施形態と同様に、軌道レール１１１の左右側面のそれぞれに配された凹形状を形成する部位のうち、転動体と接触する部位である転走面を一定の曲率を持ったＲａ面とし、このＲａ面と接触するホイール１１６の外形部位としての負荷転走面を一定の曲率を持ったＲｂ面とし、Ｒａ面とＲｂ面が点接触するように構成することができる。また、点接触を行うＲａ面とＲｂ面については、互いに異なる曲率を有するように構成することができ、例えば図１１で示されるように、「Ｒａ面の曲率」＞「Ｒｂ面の曲率」となるように構成することができる。図１１に示す構成を採用することで、例えば、軌道レール１１１の曲線部１３を移動する際に転動体（ホイール１１６）の周速差が無くなって作動滑りが発生し難い状態となり、移動体２１が円滑に動作できる案内装置１０を実現することが可能となる。

さらに、図１１で示した構成例の案内装置１０は、さらなる改良形態として、軌道レール１１１とホイール１１６との接触構造は所謂ＤＢ構造（軌道レール１１１の転走面と接触するホイール１１６の負荷転走面との接触角線同士が、軌道レール１１１の外側で交差するように構成された構造）となっており、ホイール１１６内部のホイール軸１１６ａとボール１１６ｂとの接触構造は所謂ＤＦ構造（ホイール軸１１６ａと接触するボール１１６ｂの接触角線同士が、ホイール軸１１６ａの内側で交差するように構成された構造）となるという特徴を備えている。ここで、接触構造の利点について調心性と剛性の面から検討すると、ＤＦ構造は調心性に優れており、ＤＢ構造は剛性に優れている。つまり、図１１で示した構成例の案内装置１０によれば、ＤＢ構造とＤＦ構造を組み合わせた構成とすることで調心性と剛性の両方のバランスが取れた接触構造を実現できる。

なお、図１１を用いて説明したＤＢ構造やＤＦ構造等の接触構造については、あらゆる組み合わせを採用することができる。そのような多様な接触構造の例について、図１２を用いて説明を行う。図１２は、本発明の案内装置が取り得る多様な接触構造例を示す模式図である。

図１２において、図中の（１）で示す例では、軌道レール１２１の転走面形成部位が突形状の場合の構造例が示されており、図中の（２）で示す例では、軌道レール１１１の転走面形成部位が凹形状の場合の構造例が示されている。そして、（１）で示す例については、（１）－Ｉおよび（１）－ＩＩとして示すように、軌道レール１２１とホイール１２６との接触構造は所謂ＤＦ構造（軌道レール１２１の転走面と接触するホイール１２６の負荷転走面との接触角線同士が、軌道レール１２１の内側で交差するように構成された構造）とすることができる。さらに、点接触を行うＲａ面とＲｂ面について、（１）－Ｉの例では、軌道レール１２１の転走面を構成するＲａ面は凹形状となっており、ホイール１２６の負荷転走面を構成するＲｂ面は凸形状となっており、Ｒａ面とＲｂ面の接触構造は「Ｒａ面の曲率」＞「Ｒｂ面の曲率」となるように構成されている。一方、（１）－ＩＩの例では、軌道レール１２１の転走面を構成するＲａ面は凸形状となっており、ホイール１２６の負荷転走面を構成するＲｂ面は凹形状となっており、Ｒａ面とＲｂ面の接触構造は「Ｒａ面の曲率」＜「Ｒｂ面の曲率」となるように構成されている。

また、図１２中の（２）で示す例については、（２）－Ｉおよび（２）－ＩＩとして示すように、軌道レール１１１とホイール１１６との接触構造は所謂ＤＢ構造（軌道レール１１１の転走面と接触するホイール１１６の負荷転走面との接触角線同士が、軌道レール１１１の外側で交差するように構成された構造）とすることができる。さらに、点接触を行うＲａ面とＲｂ面について、（２）－Ｉの例では、軌道レール１１１の転走面を構成するＲａ面は凹形状となっており、ホイール１１６の負荷転走面を構成するＲｂ面は凸形状となっており、Ｒａ面とＲｂ面の接触構造は「Ｒａ面の曲率」＞「Ｒｂ面の曲率」となるように構成されている。一方、（２）－ＩＩの例では、軌道レール１１１の転走面を構成するＲａ面は凸形状となっており、ホイール１１６の負荷転走面を構成するＲｂ面は凹形状となっており、Ｒａ面とＲｂ面の接触構造は「Ｒａ面の曲率」＜「Ｒｂ面の曲率」となるように構成されている。ちなみに、図１２において（２）－Ｉとして示した構成例が、図１１で示した構成例と同じものである。

図１２において示されるように、本発明の案内装置は、多様な接触構造を適用することが可能となっている。そして、これらの多様な接触構造のいずれを有する場合であっても、調心性と剛性の両方のバランスが取れた接触構造を有する案内装置を実現することが可能である。

また例えば、上述した実施形態では、転動体としてホイール２５，８６とカムフォロア２６を採用した場合を例示して説明したが、本発明の転動体はホイール２５，８６やカムフォロア２６だけには限定されない。本発明に係る転動体は、ホイール、ローラ又はカムフォロアから選択されるいずれか１つ、もしくはこれらの組み合わせによって構成することができる。なお、本明細書において、ホイールとは円筒中空形状をした車輪状の転動体を想定しており、カムフォロアとは細長い円筒のころ（針状ころ）が内蔵された軸付きのベアリングとしての転動体を想定しており、ローラとは円筒中実形状をした転動体を想定している。ただし、本発明に係る転動体には、上述した実施形態と同様の作用効果を発揮できる範囲において、あらゆる形式のものを適用することができる。

また例えば、上述した実施形態では、１つの軌道レール１１に対して１つの移動体２１が配置される場合の構成例を示したが、本発明に係る案内装置は、１つの軌道レール１１に対して複数の移動体２１が配置される場合の構成も含むものである。

また例えば、上述した実施形態では、説明の便宜のために上下左右の方向を規定して説明を行ったが、本発明の案内装置は、上述した実施形態で示した方向での使用に限定されるものではない。例えば、上述した軌道レール１１１の底面側を地面に対して鉛直方向の壁面に固定することで、案内装置１０を所謂縦使いで使用することも可能である。つまり、本発明の案内装置は、あらゆる方向での使用が可能である。

次に、図１３および図１４を用いて、本発明に係る案内装置が取り得る更に別の実施形態例についての説明を行う。ここで、図１３は、本発明の別の実施形態に係る案内装置の構成例を示す図であり、図１４は、図１３で示した本発明の別の実施形態に係る案内装置の動作状態を説明するための図である。

さて、図１～図１２を用いて説明した案内装置１０は、１本の軌道レール１１，８１，１１１に対して１つの移動体２１が組み付けられるものであった。しかし、本発明の案内装置を構成する軌道部材としての軌道レール１１，８１，１１１は、複数本であってもよい。そして、図１３に示される本発明の別の実施形態に係る案内装置１３０の場合、軌道レール１１は２本設置されている。

また、図１３で示される案内装置１３０では、２本の軌道レール１１，１１が上下位置となるように配置されており、上側の軌道レール１１には、図８～図１２を用いて説明した移動体２１と同様の構成を備えた移動体２１が組み付けられている。

さらに、図１３で示される案内装置１３０の移動体２１には、下方に延びて形成された梁状部材１３１が設置されるとともに、この梁状部材１３１の下方側の端部には、下側の軌道レール１１に向けて突出した片持ち梁１３２が形成されている。またさらに、片持ち梁１３２の先端部には、下側の軌道レール１１と接触する１つの支承用転動体である支承用ホイール１３３が転動自在な状態で設置されている。

つまり、図１３で示される案内装置１３０は、支承用ホイール１３３を含む移動体２１が上下２本の軌道レール１１，１１に架け渡されて設置されており、また、この移動体２１は、上下２本のうちの上方側の軌道レール１１に対して組み付けられる少なくとも１組の案内機構２３と、上下２本のうちの下方側の軌道レール１１と接触する１つの支承用ホイール１３３とを備えて構成されるものである。

そして、この案内装置１３０では、図１３中の拡大図で示されるように、軌道レール１１の左右側面のそれぞれに配された凹形状を形成する部位のうち、ホイール２５や支承用ホイール１３３と接触する部位である転走面や支承用転走面を一定の曲率を持ったＲａ面とし、このＲａ面と接触するホイール２５や支承用ホイール１３３の外形部位としての負荷転走面や支承用負荷転走面を一定の曲率を持ったＲｂ面とし、Ｒａ面とＲｂ面が点接触するように構成することができる。また、点接触を行うＲａ面とＲｂ面については、互いに異なる曲率を有するように構成することができ、例えば図１３で示されるように、「Ｒａ面の曲率」＞「Ｒｂ面の曲率」となるように構成することができる。さらに、この不等式のより具体的な条件として、
「Ｒａ面の曲率」／「Ｒｂ面の曲率」＞１．０５
との条件式が成り立つように、点接触を行うＲａ面とＲｂ面の曲率関係を構成することが望ましく、さらにより好ましくは、
「Ｒａ面の曲率」／「Ｒｂ面の曲率」＞１．１０
との条件式が成り立つように構成することが好ましいことが、発明者らの鋭意研究によって確認されている。

上記した条件式が成り立つように構成することで、図１４中の分図（ａ）で示すように、上下に配置された２本の軌道レール１１，１１が熱影響などによる変形によって２本のレール間距離が変化した場合であっても、Ｒａ面とＲｂ面が点接触する構成から、当該構成による調心性の作用によって接触点が適切に変動し、軌道レール１１の転走面や支承用転走面と、ホイール２５や支承用ホイール１３３の外形部位としての負荷転走面や支承用負荷転走面とが正常な接触状態を維持するので、好適な接触状態が常時維持されることとなる。

また、上記した条件式が成り立つように構成することで、図１４中の分図（ｂ）で示すように、上下に配置された２本の軌道レール１１，１１が取付誤差や加工誤差などによって横方向や斜め方向で傾斜した場合であっても、Ｒａ面とＲｂ面が点接触する構成から、当該構成による調心性の作用によって接触点が適切に変動し、軌道レール１１の転走面や支承用転走面と、ホイール２５や支承用ホイール１３３の外形部位としての負荷転走面や支承用負荷転走面とが正常な接触状態を維持するので、好適な接触状態が常時維持されることとなる。つまり、図１３に示される本発明の別の実施形態に係る案内装置１３０によれば、誤差吸収力に優れることで、移動体２１が円滑に動作できる案内装置１３０を実現することができる。

以上、図１３および図１４を用いて２本の軌道レール１１，１１が上下に配置された場合の案内装置１３０について説明を行ったが、本発明の案内装置では、複数の軌道部材が左右で水平位置に配置される構成を採用することもできる。つまり、図１３に示される本発明の別の実施形態に係る案内装置１３０を、図１３の紙面に対して垂直な方向で見て、左右のいずれかの方向に約９０度回転させた状態で使用することもできる。

また例えば、図１５には、図１３で示した支承用ホイール１３３を左右に１つずつ配置し、この左右一対の支承用ホイール１３３，１３３に移動プレート２２が架け渡された状態で移動体２１が構成される場合の案内装置１５０が示されている。

そして、この案内装置１５０でも、図１５中の拡大図で示されるように、軌道レール１１の上側面に配された凹形状を形成する部位のうち、支承用ホイール１３３と接触する部位である支承用転走面を一定の曲率を持ったＲａ面とし、このＲａ面と接触する支承用ホイール１３３の外形部位としての支承用負荷転走面を一定の曲率を持ったＲｂ面とし、Ｒａ面とＲｂ面が点接触するように構成することができる。また、点接触を行うＲａ面とＲｂ面については、互いに異なる曲率を有するように構成することができ、例えば図１５で示されるように、「Ｒａ面の曲率」＞「Ｒｂ面の曲率」となるように構成することができる。さらに、この不等式のより具体的な条件として、
「Ｒａ面の曲率」／「Ｒｂ面の曲率」＞１．０５
との条件式が成り立つように、点接触を行うＲａ面とＲｂ面の曲率関係を構成することが望ましく、さらにより好ましくは、
「Ｒａ面の曲率」／「Ｒｂ面の曲率」＞１．１０
との条件式が成り立つように構成することが好ましいことが、発明者らの鋭意研究によって確認されている。

上記した条件式が成り立つように構成することで、図１６中の分図（ａ）で示すように、左右に配置された２本の軌道レール１１，１１の互いの高さ位置に誤差が生じた場合であっても、Ｒａ面とＲｂ面が点接触する構成から、当該構成による調心性の作用によって接触点が適切に変動し、軌道レール１１の支承用転走面と、支承用ホイール１３３の外形部位としての支承用負荷転走面とが正常な接触状態を維持するので、好適な接触状態が常時維持されることとなる。

また、上記した条件式が成り立つように構成することで、図１６中の分図（ｂ）で示すように、左右に配置された２本の軌道レール１１，１１のレール間距離に誤差が生じた場合であっても、Ｒａ面とＲｂ面が点接触する構成から、当該構成による調心性の作用によって接触点が適切に変動し、軌道レール１１の支承用転走面と、支承用ホイール１３３の外形部位としての支承用負荷転走面とが正常な接触状態を維持するので、好適な接触状態が常時維持されることとなる。なお、図１５は、本発明の更に別の実施形態に係る案内装置の構成例を示す図であり、図１６は、図１５で示した本発明の更に別の実施形態に係る案内装置の動作状態を説明するための図である。つまり、図１５に示される本発明の更に別の実施形態に係る案内装置１５０によれば、誤差吸収力に優れることで、移動体２１が円滑に動作できる案内装置１５０を実現することができる。

なお、図１３～図１６で示した軌道レール１１の支承用転走面と、支承用ホイール１３３の外形部位としての支承用負荷転走面についても、図１１を用いて説明した接触構造を採用することができる。すなわち、軌道レール１１と支承用ホイール１３３との接触構造は所謂ＤＢ構造（軌道レール１１の転走面と接触する支承用ホイール１３３の支承用負荷転走面との接触角線同士が、軌道レール１１の外側で交差するように構成された構造）となっており、支承用ホイール１３３内部のホイール軸１１６ａとボール１１６ｂとの接触構造は所謂ＤＦ構造（ホイール軸１１６ａと接触するボール１１６ｂの接触角線同士が、ホイール軸１１６ａの内側で交差するように構成された構造）となるという特徴を備えることができる。また、この接触構造は、逆の関係にすることができ、軌道レール１１と支承用ホイール１３３との接触構造は所謂ＤＦ構造となっており、支承用ホイール１３３内部のホイール軸１１６ａとボール１１６ｂとの接触構造は所謂ＤＢ構造となる構成を採用することもできる。つまり、図１３～図１６で示した構成例の案内装置１３０，１５０においても、ＤＢ構造とＤＦ構造を組み合わせた構成とすることで調心性と剛性の両方のバランスが取れた接触構造を実現できる。

以上説明した様な多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。

１０，１３０，１５０案内装置、１１軌道レール（軌道部材）、１１ａ斜面（転走面）、１１ｂ平面（転走面）、１２直線部、１３曲線部、１４取付孔、２１移動体（移動部材）、２２移動プレート、２２ａ保持部取付孔、２３，２３ａ，２３ｂ案内機構、２４転動体保持部、２４ａ貫通孔、２４ｂ転動体取付孔、２４ｃ保持部取付軸、２４ｄナット、２５ホイール（転動体（負荷転走面を含む））、２５ａホイール軸、２５ｂナット、２６カムフォロア（転動体（負荷転走面を含む））、２６ａカムフォロア軸、２６ｂナット、２７偏心ナット、２７ａ偏心貫通孔、８１軌道レール（軌道部材）、８６ホイール（転動体（負荷転走面を含む））、９５，９６，１０５ａ，１０５ｂ，１０６ａ，１０６ｂ転動体（負荷転走面を含む）、１１１軌道レール（軌道部材）、１１６ホイール（転動体（負荷転走面を含む））、１１６ａホイール軸、１１６ｂボール、１３１梁状部材、１３２片持ち梁、１３３支承用ホイール（支承用転動体（支承用負荷転走面を含む））。

Claims

直線状に形成された直線部のみで長手方向に延びて形成される、または、所定の曲率半径で円弧状に形成された曲線部のみで長手方向に延びて形成される、もしくは、複数の前記直線部と複数の前記曲線部を任意の個数で任意の順番に繋ぎ合わせて長手方向に延びて形成される軌道部材と、
前記軌道部材における前記直線部の箇所では前記軌道部材の長手方向に沿って相対的に直線移動し、前記軌道部材における前記曲線部の箇所では前記軌道部材の長手方向に沿って相対的に曲線移動する移動部材と、
を備え、
前記移動部材の移動方向に直交する方向での前記軌道部材の両側から当該軌道部材を挟むように配置される一対の転動体と、当該一対の転動体を回転自在に保持するとともに前記移動部材に対して回動自在に設置される転動体保持部と、で構成される案内機構が、前記移動部材に対して少なくとも１組設置される案内装置であって、
前記軌道部材における前記転動体と接触する部位を一定の曲率を持った転走面とし、当該転走面と接触する前記転動体の部位を一定の曲率を持った負荷転走面とし、前記転走面の曲率と前記負荷転走面の曲率が異なるように構成し、さらに、
前記転走面を一定の曲率を持った凸形状からなるＲａ面とし、当該Ｒａ面と接触する前記負荷転走面を一定の曲率を持った凹形状からなるＲｂ面とし、Ｒａ面とＲｂ面が点接触するように構成し、
点接触を行うＲａ面とＲｂ面について、
「Ｒｂ面の曲率」／「Ｒａ面の曲率」＞１．０５
なる不等式が成り立つように構成することを特徴とする案内装置。
請求項１に記載の案内装置であって、
１本の前記軌道部材に対して設置される１つの前記移動部材について、当該移動部材は２組の前記案内機構を有して組み付けられることを特徴とする案内装置。
請求項１に記載の案内装置であって、
前記軌道部材は２本設置されており、
前記移動部材は、２本の前記軌道部材に架け渡されて設置され、また、当該移動部材は、２本のうちの一方の軌道部材に対して組み付けられる少なくとも１組の前記案内機構を備えることを特徴とする案内装置。
直線状に形成された直線部のみで長手方向に延びて形成される、または、所定の曲率半径で円弧状に形成された曲線部のみで長手方向に延びて形成される、もしくは、複数の前記直線部と複数の前記曲線部を任意の個数で任意の順番に繋ぎ合わせて長手方向に延びて形成される軌道部材と、
前記軌道部材における前記直線部の箇所では前記軌道部材の長手方向に沿って相対的に直線移動し、前記軌道部材における前記曲線部の箇所では前記軌道部材の長手方向に沿って相対的に曲線移動する移動部材と、
を備え、
前記移動部材の移動方向に直交する方向での前記軌道部材の両側から当該軌道部材を挟むように配置される一対の転動体と、当該一対の転動体を回転自在に保持するとともに前記移動部材に対して回動自在に設置される転動体保持部と、で構成される案内機構が、前記移動部材に対して少なくとも１組設置される案内装置であって、
前記軌道部材における前記転動体と接触する部位を一定の曲率を持った転走面とし、当該転走面と接触する前記転動体の部位を一定の曲率を持った負荷転走面とし、前記転走面の曲率と前記負荷転走面の曲率が異なるように構成し、
前記軌道部材は２本設置されており、
前記移動部材は、２本の前記軌道部材に架け渡されて設置され、また、当該移動部材は、２本のうちの一方の軌道部材に対して組み付けられる少なくとも１組の前記案内機構を備え、
前記移動部材は、２本のうちの他方の軌道部材と接触する１つの支承用転動体を備え、
前記軌道部材における前記支承用転動体と接触する部位を一定の曲率を持った支承用転走面とし、当該支承用転走面と接触する前記支承用転動体の部位を一定の曲率を持った支承用負荷転走面とし、前記支承用転走面の曲率と前記支承用負荷転走面の曲率が異なるように構成し、
前記支承用転走面を一定の曲率を持った凸形状からなるＲａ面とし、当該Ｒａ面と接触する前記支承用負荷転走面を一定の曲率を持った凹形状からなるＲｂ面とし、Ｒａ面とＲｂ面が点接触するように構成し、
点接触を行うＲａ面とＲｂ面について、
「Ｒｂ面の曲率」／「Ｒａ面の曲率」＞１．０５
なる不等式が成り立つように構成することを特徴とする案内装置。
請求項１に記載の案内装置であって、
前記軌道部材と前記転動体との接触構造がＤＢ構造（前記軌道部材の前記転走面と接触する前記転動体の前記負荷転走面との接触角線同士が、前記軌道部材の外側で交差するように構成された構造）であり、前記転動体の内部の接触構造がＤＦ構造（前記転動体は、内部にホイール軸とボールを有しており、前記ホイール軸と前記ボールの接触構造について、前記ホイール軸と接触する前記ボールの接触角線同士が、前記ホイール軸の内側で交差するように構成された構造）、もしくは、前記軌道部材と前記転動体との接触構造がＤＦ構造（前記軌道部材の前記転走面と接触する前記転動体の前記負荷転走面との接触角線同士が、前記軌道部材の内側で交差するように構成された構造）であり、前記転動体の内部の接触構造がＤＢ構造（前記転動体は、内部にホイール軸とボールを有しており、前記ホイール軸と前記ボールの接触構造について、前記ホイール軸と接触する前記ボールの接触角線同士が、前記ホイール軸の外側で交差するように構成された構造）であることを特徴とする案内装置。
請求項４に記載の案内装置であって、
前記軌道部材と前記支承用転動体との接触構造がＤＢ構造（前記軌道部材の前記転走面と接触する前記支承用転動体の前記支承用負荷転走面との接触角線同士が、前記軌道部材の外側で交差するように構成された構造）であり、前記支承用転動体の内部の接触構造がＤＦ構造（前記支承用転動体は、内部にホイール軸とボールを有しており、前記ホイール軸と前記ボールの接触構造について、前記ホイール軸と接触する前記ボールの接触角線同士が、前記ホイール軸の内側で交差するように構成された構造）、もしくは、前記軌道部材と前記支承用転動体との接触構造がＤＦ構造（前記軌道部材の前記転走面と接触する前記支承用転動体の前記支承用負荷転走面との接触角線同士が、前記軌道部材の内側で交差するように構成された構造）であり、前記支承用転動体の内部の接触構造がＤＢ構造（前記支承用転動体は、内部にホイール軸とボールを有しており、前記ホイール軸と前記ボールの接触構造について、前記ホイール軸と接触する前記ボールの接触角線同士が、前記ホイール軸の外側で交差するように構成された構造）であることを特徴とする案内装置。