JP3119801U - 運動案内装置および運動案内装置に用いられる軌道部材 - Google Patents

Abstract

【課題】遊動自在に構成される軌道部材、およびこの軌道部材を用いる運動案内装置を得る。
【解決手段】運動案内装置２５は、転動体転走面２２を備える軌道部材１１と、転動体転走面２２に対向する負荷転動体転走面２８を備える移動部材２７と、転動体転走面２２と負荷転動体転走面２８とによって構成される負荷転走路２９内に転動自在に設置される複数の転動体２６とを有し、軌道部材１１に対する移動部材２７の相対的な移動運動が自在とされる装置である。そして、運動案内装置２５に用いられる軌道部材１１は、連結手段を備える複数の軌道ブロック１１と、複数の軌道ブロック１１に設置されるとともに転動体転走面２２を形成する超弾性部材２１とを備えている。この超弾性部材２１は、超弾性チタン合金、Ｎｉ−Ｔｉ系合金、形状記憶合金、金属ガラスのうちの少なくとも１つを含む材料によって構成されている。
【選択図】図２

Description

本考案は、遊動自在に構成される軌道部材、およびこの軌道部材を用いる運動案内装置に関するものである。

例えば、工場内における製造ライン等においては、物品を直線及び曲線が混在した軌跡に沿って連続的に案内することが求められる場合がある。このような場合に用いることができる運動案内装置としては、従来から、直線・曲線自在案内装置（例えば、下記特許文献１，２参照）や曲線案内装置（例えば、下記特許文献３参照）が知られている。直線・曲線自在案内装置は、物品を直線及び曲線が混在した軌跡に沿って連続的に案内することが可能な案内装置であり、曲線案内装置は、円環状の軌跡に沿って連続的に案内することが可能な案内装置である。

従来の直線・曲線自在案内装置又は曲線案内装置は、いずれも、長手方向に沿って転動体の転走面が形成された軌道部材と、この軌道部材を跨ぐようにして配設されるとともに、上記軌道部材の各転走面に対向する負荷転走面並びにこの負荷転走面を含む転動体の無限循環路が形成された移動部材と、この移動部材の無限循環路内を転動するとともに、上記軌道部材の転走面と移動部材の負荷転走面との間で荷重を負荷する多数の転動体とから構成されており、転動体の転動に応じて上記移動部材が軌道部材に沿って自在に移動し得るように構成されている。

そして、前者の直線・曲線自在案内装置は、移動部材の負荷転走面が直線状に形成された直線負荷域と、軌道部材の曲率に合わせて円弧状に形成された曲線負荷域とに区分して形成されており、軌道部材の直線部分においては直線負荷域を転走する転動体によって、曲線部分においては曲線負荷域を転走する転動体によって、移動部材に作用する荷重を各々負荷するように構成されている。その結果、軌道部材内に直線部と曲線部とが混在する場合であっても、移動部材が軌道部材に沿って直線部及び曲線部を連続的に移動し得るようになっている。

また、後者の曲線案内装置においては、軌道部材が所定曲率の円弧状に形成される一方、移動部材の負荷転走面が軌道部材の曲率に合わせた円弧状に形成されており、移動部材の負荷転走面と軌道部材の転走面との間に介在する全ての転動体が移動部材に作用する荷重を負荷しながら転走し、それによって移動部材が軌道部材に沿った曲線運動をなし得るように構成されている。

特開昭６３−２９３３１９号公報 特開平６−５０３３３号公報 特開昭６３−１８６０２８号公報

しかしながら、上述した従来の直線・曲線自在案内装置及び曲線案内装置では、物品を案内するための様々な軌跡に応じたものを、その都度製作しなければならないという問題が存在していた。すなわち、従来の直線・曲線自在案内装置にあっては、所望の軌跡の曲率に応じた軌道部材と、この軌道部材の曲率に合わせて円弧状に形成される曲線負荷域を備える移動部材とを製作しなければならない。また同様に、曲線案内装置にあっては、所望の軌跡の曲率に応じた曲率を有する軌道部材と、この軌道部材の曲率に合わせた円弧状の負荷転走面を備える移動部材とを製作しなければならない。したがって、従来の直線・曲線自在案内装置及び曲線案内装置では、所望の軌跡に応じた単品製作をしなければならず、しかも異なる曲率によって構成される他ラインへの転用ができないという性質を本来的に持つものであるため、導入時のコストの上昇を招いてしまうという問題を有していた。また、軌道部材の曲率ごとに異なった移動部材が必要となることから、従来の直線・曲線自在案内装置及び曲線案内装置では、移動部材の加工や製品管理に手間が掛かるといった問題点もあった。

さらに、移動部材の負荷転走面を円弧状に加工する場合、従来技術では、曲線部の曲がり方向は一方向にのみ限定される。したがって、従来の直線・曲線自在案内装置及び曲線案内装置は、環状の軌跡で物品を搬送する場合には１つの案内装置で対応できるものの、曲がり方向が互いに異なる二つの曲線部を含む軌跡、例えばＳ字形状の軌跡に沿って物品を搬送したい場合には、１台の案内装置で軌跡を実現することができないといった問題があった。

本考案は、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、例えば多数の曲線部を含むような複雑な軌跡であっても、その軌跡に応じた形状を自由自在に変更・設定することができ、所望の軌跡を実現することが可能な全く新しい軌道部材、およびこの軌道部材を用いる運動案内装置を提供することにある。

本考案に係る運動案内装置は、転動体転走面を備える軌道部材と、転動体転走面に対向する負荷転動体転走面を備える移動部材と、転動体転走面と負荷転動体転走面とによって構成される負荷転走路内に転動自在に設置される複数の転動体と、を有し、軌道部材に対する移動部材の相対的な移動運動が自在とされる運動案内装置であって、軌道部材が遊動自在に構成されていることを特徴とする。

本考案に係る運動案内装置において、前記軌道部材は、遊動自在に構成される軌道本体部と、前記軌道本体部に設置されて前記転動体転走面近傍を構成する可撓性部材と、を備えることとすることができる。

本考案に係る運動案内装置において、前記軌道部材は、連結手段を備える複数の軌道ブロックと、前記複数の軌道ブロックに設置されるとともに前記転動体転走面を形成する超弾性部材と、を備えることとすることができる。

また、本考案に係る運動案内装置において、前記連結手段は、前記軌道ブロックの両端に形成される連結孔と、隣り合う軌道ブロック同士の連結孔に導通することによって軌道ブロックを連結する連結ピンと、によって構成されることとすることができる。

さらに、本考案に係る運動案内装置において、前記連結孔は、前記軌道ブロックの一端側に突設される凸状部、および前記軌道ブロックの他端側に穿設される凹状部のそれぞれに対して形成されていることとすることができる。

また、本考案に係る運動案内装置において、前記連結手段は、前記軌道ブロックの一端側に突設されるとともに先端が球面形に形成される球状部と、前記軌道ブロックの他端側に穿設されるとともに前記球状部を抱持する抱持部と、によって構成することができる。

さらに、本考案に係る運動案内装置において、前記連結手段は、前記軌道ブロックの一端側に突設されるとともに外周面が曲面形に形成される凸曲部と、前記軌道ブロックの他端側に穿設されるとともに前記凸曲部を内周面で挟持する凹曲部と、によって構成することが可能である。

また、本考案に係る運動案内装置において、前記複数の軌道ブロックは、それぞれが前記超弾性部材をスライド移動自在に保持する保持部を備えるように構成することができる。

また、本考案に係る運動案内装置において、前記複数の軌道ブロックは、それぞれが突出設置される係止部を備え、前記超弾性部材は、前記係止部に係り止めされる係止孔を備えることによって、前記複数の軌道ブロックに対してスライド移動自在に設置することが可能である。

本考案に係る運動案内装置において、前記超弾性部材は、超弾性チタン合金、Ｎｉ−Ｔｉ系合金、形状記憶合金、金属ガラスのうちの少なくとも１つを含む材料によって構成することが好適である。

本考案に係る軌道部材は、転動体転走面を備える軌道部材と、転動体転走面に対向する負荷転動体転走面を備える移動部材と、転動体転走面と負荷転動体転走面とによって構成される負荷転走路内に転動自在に設置される複数の転動体と、を有し、軌道部材に対する移動部材の相対的な移動運動が自在とされる運動案内装置に用いられる軌道部材であって、連結手段を備える複数の軌道ブロックと、前記複数の軌道ブロックに設置されるとともに前記転動体転走面を形成する超弾性部材と、を備え、前記超弾性部材が超弾性チタン合金、Ｎｉ−Ｔｉ系合金、形状記憶合金、金属ガラスのうちの少なくとも１つを含む材料によって構成されることにより、遊動自在であることを特徴とする。

なお上記考案の概要は、本考案の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた考案となり得る。

本考案に係る軌道部材は、二次元平面および三次元空間内でその形状を自由自在に変更・設定することができるので、所望の軌跡に沿った移動部材の案内運動を実現することができる。また、本考案に係る軌道部材は、一度設置した後であってもその形状を自由自在に変更・設定することができるので、いつでも他ラインへの転用が可能である。さらに、本考案に係る軌道部材は、自由自在な形状変更と他ラインへの転用性の拡大によって、導入コストの削減と製品管理の手間を省くことが可能である。したがって、本考案によれば、所望の軌跡を自由自在に実現することができ、大きな転用性を有し、さらに従来技術に比べて製造・維持管理コストを削減することが可能な全く新しい軌道部材、およびこの軌道部材を用いる運動案内装置を提供することができる。

以下、本考案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、以下の各実施形態は、各請求項に係る考案を限定するものではなく、また、各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考案の解決手段に必須であるとは限らない。

［第１の実施形態］
第１の実施形態に係る軌道部材、およびこの軌道部材を用いる運動案内装置は、軌道部材が二次元平面内で遊動自在に構成される場合を例示するものである。すなわち、第１の実施形態では、軌道部材がその形状を水平方向で自由自在に変更・設定することができるように構成されている。そこでまず、第１の実施形態に係る軌道部材について、図１Ａおよび図１Ｂを用いて説明する。ここで、図１Ａは、第１の実施形態に係る軌道部材が直線状に配置された状態を示す図であり、特に、（ａ）は外観上面を、（ｂ）は外観側面を示している。また、図１Ｂは、第１の実施形態に係る軌道部材が曲線状に配置された状態を示す図であり、特に、（ａ）は外観上面を、（ｂ）は外観側面を示している。

図１Ａおよび図１Ｂに示されるように、第１の実施形態に係る軌道部材１０は、連結手段を備える複数の軌道ブロック１１が連結されることによって構成される遊動自在な軌道本体部１１…１１と、これら複数の軌道ブロック１１によって構成される軌道本体部１１…１１に設置されるとともに転動体転走面２２を含む近傍部分を形成する可撓性部材としての超弾性部材２１とを備えている。

複数の軌道ブロック１１のそれぞれは、上面から見たときにちょうど将棋の駒のように先端を尖らせた五角形となるように形成されている。そして、軌道ブロック１１の上面から見て水平面に形成された一端側には凸状部１２が水平方向に突設されており、一方、上面から見て先端が尖って形成された他端側には、凸状部１２を挿入できるように凹状部１３が穿設されている。また、軌道ブロック１１の両端部に形成されるこれら凸状部１２と凹状部１３には、それぞれに連結孔１２ａ，１３ａが形成されており、これら凸状部１２の連結孔１２ａと凹状部１３の連結孔１３ａには、連結ピン１４が導通できるようになっている。つまり、連結孔１２ａ，１３ａに連結ピン１４を導通させることによって、軌道ブロック１１同士を連結させることができるようになっている。そして、複数の軌道ブロック１１は、凸状部１２の連結孔１２ａ、凹状部１３の連結孔１３ａおよび連結ピン１４によって構成される連結手段によってそれぞれが連結されることにより軌道本体部１１…１１が構成され、連結ピン１４を遊動の支点とした水平方向での形状を自由自在に変更・設定可能な軌道部材１０を実現している。

なお、軌道部材１０の遊動範囲は、軌道ブロック１１の凸状部１２が形成されている側と、凹状部１３が穿設されている側との当接面の形状によって規定することが可能である。第１の実施形態に係る軌道部材１０では、個々の軌道ブロック１１の形状が、先端を尖らせた五角形となるように形成されているので、尖らせた先端部の角度だけ遊動が可能となっている（図１Ｂ参照）。ただし、図１Ａおよび図１Ｂで例示する五角形の形状は、本考案が採用可能な一例を示したものに過ぎず、遊動範囲を規定可能な形状であれば、あらゆる形状を採用することが可能である。そして、上述のような構成を採用することによって、第１の実施形態に係る軌道部材１０は、図１Ａで示されるような直線状、および図１Ｂで示されるような一定の曲率で曲げられた曲線状だけではなく、Ｓ字状や蛇行形状などを含む、連結ピン１４を遊動の支点とした水平方向でのあらゆる形状を実現することが可能となっている。

また、複数の軌道ブロック１１のそれぞれには、軌道ブロック１１を固定設置するための取付孔１６が形成されている。したがって、軌道ブロック１１同士を遊動させて軌道部材１０を所望の形状に移動させ、その後に取付孔１６を用いて基台等の設置対象にボルト止めすることにより、第１の実施形態に係る軌道部材１０の確実な固定設置が可能となる。

このように、第１の実施形態に係る軌道部材１０は、一度設置した後であってもその形状を自由自在に変更・設定することができるので、いつでも他ラインへの転用が可能となっている。さらに、第１の実施形態に係る軌道部材１０は、自由自在な形状変更と他ラインへの転用性の拡大によって、結果として、導入コストの削減と製品管理の手間を省くことが可能となっている。したがって、第１の実施形態に係る軌道部材１０は、所望の軌跡を自由自在に実現することができ、大きな転用性を有し、さらに従来技術に比べて製造・維持管理コストを削減することが可能な全く新しい軌道部材を実現している。

ちなみに、ボルト止めされた後の取付孔１６には、キャップ等を被せるなどして塵芥等の侵入を防ぐことが好適である。このようなキャップによる塵芥侵入防止対策を施すことによって、移動部材への塵芥等の侵入が防止でき、スムーズな案内運動の実現と装置寿命の延長を図ることが可能となる。

一方、可撓性部材としての超弾性部材２１は、複数連結される軌道ブロック１１の全長に渡って設置される部材である。その接続状態は、複数の軌道ブロック１１のそれぞれが備える保持部１５によってスライド移動自在に保持されることにより維持されている。より具体的に説明すると、超弾性部材２１は、第１の実施形態に係る軌道部材１０において２本設置されており、それぞれの超弾性部材２１には、２条ずつの転動体転走面２２が形成されている。軌道ブロック１１には、２本の超弾性部材２１のそれぞれを両側で挟持できるように上方から下方へ、中央部から上方へ延びる腕状の保持部１５がそれぞれ１対ずつ形成されている。超弾性部材２１は、その縦断面形状が上方と中央部に設置された２つの保持部１５の間に嵌り込むことができるように形成されているので、２つの保持部１５の間でのスライド移動が可能な状態で各軌道ブロック１１への保持が実現されている。

複数の軌道ブロック１１に対する超弾性部材２１の取付状態が、上述したようにスライド移動可能な状態となっているので、軌道部材１０がどのような形状に遊動したとしても超弾性部材２１は軌道ブロック１１に沿ってスムーズにスライド移動することができる。したがって、超弾性部材２１は撓みや歪みなどという転動体転走面２２にとって不都合な形状に成ることがなく、常に好適な状態で運動案内装置に設置されることになる。

なお、超弾性部材２１には、超弾性チタン合金、Ｎｉ−Ｔｉ系合金（Ｎｉ−Ｔｉ合金のほか、Ｎｉ−Ｔｉ−Ｃｕ合金、Ｎｉ−Ｔｉ−Ｆｅ合金、Ｎｉ−Ｔｉ−Ｃｒ合金など）、形状記憶合金、金属ガラスの少なくとも１つを採用することが可能である。特に、超弾性チタン合金には、株式会社豊田中央研究所が開発したゴムメタル（登録商標）を採用することが好適である。このゴムメタル（登録商標）は、ヤング率が低く、弾性変形が２．５％と巨大弾性変形能を有するという従来にはない全く新しい特性を有するチタン合金であり、また、冷間加工後に時効硬化させた場合の硬さが４００ＨＶを示すため、自由に遊動する複数の軌道ブロック１１とともに形状を変更し、さらにボールなどの相手部材から常に連続して転がり負荷を受けることになる転動体転走面２２を構成する部材として、好適に用いることができる。

次に、上述した第１の実施形態に係る軌道部材１０を用いた運動案内装置の具体的な構成例について、図２を用いて説明する。ここで、図２は、第１の実施形態に係る軌道部材が曲線状に配置された場合の運動案内装置を示す図であり、特に、（ａ）は外観上面を、（ｂ）は縦断面側面を示している。

まず、図２に例示する運動案内装置２５の構成について説明すると、第１の実施形態に係る運動案内装置２５は、水平方向で遊動自在に構成されるとともに左右２条ずつ合計４条の転動体転走面２２を有する軌道部材１０と、軌道部材１０に多数の転動体として設置されるボール２６を介してスライド可能に取り付けられた移動部材２７とを備えている。

移動部材２７には、軌道部材１０に形成された４条の転動体転走面２２とそれぞれ対応する位置に負荷転動体転走面２８が設けられている。そして、軌道部材１０の転動体転走面２２と移動部材２７の負荷転動体転走面２８とによって負荷転走路２９が形成され、複数のボール２６が転走自在に挟まれている。さらに、移動部材２７には、各負荷転動体転走面２８と平行に伸びる４条の無負荷転走路３０と、各無負荷転走路３０と各負荷転走路２９とを結ぶ図示しない方向転換路が設けられている。つまり、１つの負荷転走路２９および無負荷転走路３０と、それらを結ぶ一対の方向転換路（不図示）との組み合わせによって、１つの無限循環路が構成されている（図２中（ｂ）参照）。そして、複数のボール２６が、負荷転走路２９と無負荷転走路３０と一対の方向転換路（不図示）とから構成される無限循環路内に無限循環可能に設置されることにより、軌道部材１０に対する移動部材２７の相対的な往復運動が可能となっている。

以上説明した第１の実施形態に係る運動案内装置２５では、移動部材２７の移動方向の長さが比較的短く抑えられているので、たとえ軌道部材１０が大きな曲率を持った形状や、複数の曲率を組み合わせた形状などによって固定設置されたとしても、スムーズに案内運動することが可能となっている。また、第１の実施形態に係る軌道部材１０では、超弾性部材２１が複数の軌道ブロック１１に対してスライド移動自在に設置されているので、転動体転走面２２が歪むことはなく、無限循環路内に設置されるボール２６のスムーズな無限循環が実現されている。

なお、第１の実施形態に係る軌道部材１０は、図３に例示するようなそれぞれが違う方向に設置された２つの直線形状をした直線軌道部材３１の間を繋ぐように設置することも可能である。このような設置状態の場合、軌道部材１０は内径側の外周長さが短くなるので、軌道部材１０の曲げ方向に対して内側に設置された方の超弾性部材２１には、余分な部分（例えば、図１Ｂにおける符号αで示す部分）が生じることになる。この場合には、余分な部分を切断し、直線軌道部材３１の転動体転走面と軌道部材１０の転動体転走面２２との間で段差が生じないようにして、直線軌道部材３１と軌道部材１０とを接続することにより、図３に例示するような直線部と曲線部が混在した略Ｌ字形の軌跡であっても、移動部材２７のスムーズな案内運動を実現することができる。

［第２の実施形態］
上述した第１の実施形態では、複数の軌道ブロック１１に対する超弾性部材２１の設置を、複数の軌道ブロック１１のそれぞれが備える保持部１５によって実現した場合を例示して説明した。しかしながら、本考案に係る軌道ブロック１１と超弾性部材２１との設置方法は、保持部１５を用いるもののみに限られない。そこで、第２の実施形態では、本考案が採り得る別の軌道ブロック１１と超弾性部材２１との設置方法について説明する。

図４は、第２の実施形態に係る軌道部材の概略構成を示す外観斜視図である。なお、第２の実施形態に係る軌道部材４０が第１の実施形態に係る軌道部材１０と異なる点は、軌道ブロック１１と超弾性部材２１との接続方法のみであるため、その他の部材については第１の実施形態と同一の符号を付し、またこれらの作用効果も含めて説明を省略する場合がある。

第２の実施形態に係る軌道部材４０で特徴的なのは、複数の軌道ブロック１１のそれぞれが、超弾性部材２１の設置される位置で水平方向に突出設置される係止部４１を備えていることである。一方、超弾性部材２１の係止部４１と対向する部位には、係止部４１に係り止めされることが可能なように係止孔４２が設置されている。そして、係止部４１が係止孔４２の開口幅分移動可能なように係り止めされることによって、超弾性部材２１が複数の軌道ブロック１１に対してスライド移動自在に設置されることになる。すなわち、このような手段によって軌道ブロック１１と超弾性部材２１とをスライド移動自在に設置するようにしても、第１の実施形態に係る軌道部材１０と同様の機能を発揮することが可能である。そして、軌道ブロック１１と超弾性部材２１との接続手段については、上述した第１の実施形態の場合と同様の作用効果を発揮することができる形態であれば、多様な変形形態を採用することが可能である。

［第３の実施形態］
以上説明した第１および第２の実施形態に係る軌道部材１０，４０、およびこの軌道部材１０，４０を用いる運動案内装置２５は、軌道部材１０，４０が二次元平面内で遊動自在に構成される場合を例示するものであった。次に説明する第３の実施形態は、軌道部材が三次元空間内で遊動自在に構成される場合を例示するものである。すなわち、第３の実施形態では、軌道部材がその形状をユニバーサル式に自由自在に変更・設定することができるように構成されている。そこでまず、第３の実施形態に係る軌道部材の基本構造について図５を用いて説明する。ここで、図５は、第３の実施形態に係る軌道部材の基本構造を説明するための概略透視図であり、特に、（ａ）は軌道部材が直線状に配置された状態を示し、（ｂ）は軌道部材が曲線状に配置された状態を示している。

第３の実施形態に係る軌道部材５０は、それを構成する複数の軌道ブロック５１の連結手段が、軌道ブロック５１の一端側に突設されるとともに先端が球面形に形成される球状部５２と、軌道ブロック５１の他端側に穿設されるとともに隣り合う軌道ブロック５１が有する球状部５２を抱持することができる抱持部５３と、から構成されている。また、第３の実施形態に係る軌道部材５０の遊動範囲は、隣り合う軌道ブロック５１同士の形状によって規定されており、球状部５２と抱持部５３との接触面によって実現する遊動動作のうち、隣り合う軌道ブロック５１同士が接触しない範囲での動作が許容されることになる。

なお、超弾性部材６１と各軌道ブロック５１との接続は、軌道ブロック５１のそれぞれが有する保持部５５によって実現されている。第３の実施形態に係る保持部５５は、第１の実施形態の場合と同様に、超弾性部材６１を挟持するように構成される部材であり、保持部５５に挟持されることによって、超弾性部材６１はスライド移動自在な状態で各軌道ブロック５１に設置されている。

次に、図６を用いて、第３の実施形態に係る軌道部材５０のより具体的な構成を説明する。ここで、図６は、第３の実施形態に係る軌道部材が曲線状に配置された状態を示す図であり、特に、（ａ）は外観上面を、（ｂ）は外観側面を示している。

第３の実施形態に係る軌道部材５０は、軌道ブロック５１の一端側に突設される球状部５２が、隣り合う軌道ブロック５１の他端側に穿設される抱持部５３に嵌り込むように設置されており、複数の軌道ブロック５１が連続して嵌合設置されることによって軌道本体部５１…５１が構成され、三次元空間内で自由自在に遊動できるようになっている。各軌道ブロック５１には、可撓性部材としての超弾性部材６１を挟持するための保持部５５が２個１組で合計３組（６個）設置されている。また、１組の保持部５５が設置される軌道ブロック５１の位置には、ちょうど超弾性部材６１の底面側が嵌り込むようにＶ字形の溝が形成されている。さらに、設置される超弾性部材６１の側にも１組の保持部５５が挿入できるようにスリットが全長に渡って形成されている。したがって、複数連接された軌道ブロック５１のいずれかの端部側から超弾性部材６１を押し込むようにして嵌め込むことにより、複数の軌道ブロック５１に対する超弾性部材６１のスライド移動自在な状態での確実な設置が実現する。

なお、第３の実施形態に係る超弾性部材６１の転動体転走面６２は、１つの超弾性部材６１の外側に２条ずつ形成されており、軌道部材５０の外周を取り囲むようにして設置される移動部材からの負荷を受容できるようになっている。

次に、上述した第３の実施形態に係る軌道部材５０を用いた運動案内装置の具体的な構成例について、図７を用いて説明する。ここで、図７は、第３の実施形態に係る軌道部材５０が曲線状に配置された場合の運動案内装置を示す図であり、特に、（ａ）は外観上面を、（ｂ）は縦断面側面を示している。

図７に例示するように、第３の実施形態に係る運動案内装置６５は、三次元空間内で遊動自在に構成されるとともに２条ずつ３箇所、合計６条の転動体転走面６２を有する軌道部材５０と、軌道部材５０に多数の転動体として設置されるボール６６を介して軌道部材５０に沿ってスライド可能に取り付けられた移動部材６７とを備えている。

移動部材６７には、軌道部材５０に形成された６条の転動体転走面６２とそれぞれ対応する位置に負荷転動体転走面６８が設けられている。そして、軌道部材５０の転動体転走面６２と移動部材６７の負荷転動体転走面６８とによって負荷転走路６９が形成され、複数のボール６６が転走自在に挟まれている。さらに、移動部材６７には、各負荷転動体転走面６８と平行に伸びる６条の無負荷転走路７０と、各無負荷転走路７０と各負荷転走路６９とを結ぶ図示しない方向転換路が設けられている。つまり、１つの負荷転走路６９および無負荷転走路７０と、それらを結ぶ一対の方向転換路（不図示）との組み合わせによって、１つの無限循環路が構成されている（図７中（ｂ）参照）。そして、複数のボール６６は、負荷転走路６９と無負荷転走路７０と一対の方向転換路（不図示）とから構成される無限循環路内に無限循環可能に設置されることにより、軌道部材５０に対する移動部材６７の相対的な往復運動が可能となっている。

以上説明した第３の実施形態に係る運動案内装置６５では、移動部材６７の移動方向の長さが比較的短く抑えられているので、たとえ軌道部材５０が大きな曲率を持った形状や、複数の曲率を組み合わせた形状などによって三次元的に遊動したとしても、スムーズに案内運動することが可能となっている。また、第３の実施形態に係る軌道部材５０では、超弾性部材６１が複数の軌道ブロック５１に対してスライド移動自在に設置されているので、転動体転走面６２が歪むことはなく、無限循環路内に設置されるボール６６のスムーズな無限循環が実現されている。

なお、上述した第１の実施形態の場合と同様に、第３の実施形態に係る運動案内装置６５についても、軌道部材５０の採る形状によって超弾性部材６１が余る場合があるので、余分な超弾性部材６１が生じた場合には、切断するなど適宜対応することによって、他の軌道部材との接続が可能となる。

また、超弾性部材２１の構成材料については、二次元平面内で水平方向に遊動する場合も、三次元空間内でユニバーサル式に遊動する場合も同じであり、超弾性チタン合金、Ｎｉ−Ｔｉ系合金（Ｎｉ−Ｔｉ合金のほか、Ｎｉ−Ｔｉ−Ｃｕ合金、Ｎｉ−Ｔｉ−Ｆｅ合金、Ｎｉ−Ｔｉ−Ｃｒ合金など）、形状記憶合金、金属ガラスの少なくとも１つを採用することが可能で、特に、超弾性チタン合金には、ゴムメタル（登録商標）を採用することが好適である。

［第４の実施形態］
上述した第３の実施形態では、複数の軌道ブロック５１に対する超弾性部材６１の設置を、複数の軌道ブロック６１のそれぞれが備える保持部５５によって実現した場合を例示して説明した。しかしながら、本考案に係る軌道ブロック５１と超弾性部材６１との設置方法は、三次元空間内で遊動自在な軌道部材の場合であっても保持部５５を用いるもののみに限られない。そこで、第４の実施形態では、三次元空間内で遊動自在な軌道部材の場合において、本考案が採り得る別の軌道ブロック５１と超弾性部材６１との設置方法について説明する。

図８は、第４の実施形態に係る軌道部材８０の概略構成を示す外観斜視図である。なお、第４の実施形態に係る軌道部材８０において第３の実施形態に係る軌道部材５０と異なる点は、軌道ブロック５１と超弾性部材６１との接続方法のみであるため、その他の部材については第３の実施形態と同一の符号を付し、またこれらの作用効果も含めて説明を省略する場合がある。

第４の実施形態に係る軌道部材８０で特徴的なのは、複数の軌道ブロック５１のそれぞれが、超弾性部材６１の設置される位置で水平方向に突出設置される係止部８１を備えていることである。一方、超弾性部材６１の係止部８１と対向する部位には、係止部８１に係り止めされることが可能なように係止孔８２が設置されている。そして、係止部８１が係止孔８２の開口幅分移動可能なように係り止めされることによって、超弾性部材６１が複数の軌道ブロック５１に対してスライド移動自在に設置されることになる。すなわち、軌道ブロック５１と超弾性部材６１との接続手段については、上述した実施形態の場合と同様の作用効果を発揮することができる形態であれば、多様な変形形態を採用することが可能である。

［第５の実施形態］
以上説明した第１および第２の実施形態に係る軌道部材１０，４０、およびこの軌道部材１０，４０を用いる運動案内装置２５は、軌道部材１０，４０が二次元平面内で遊動自在に構成される場合を例示するものであった。また、第３および第４の実施形態に係る軌道部材５０，８０、およびこの軌道部材５０，８０を用いる運動案内装置６５は、軌道部材５０，８０が三次元空間内で遊動自在に構成される場合を例示するものであった。次に説明する第５の実施形態は、第３および第４の実施形態に係る軌道部材５０，８０と同様に軌道部材がその形状をユニバーサル式に自由自在に変更・設定することができるように構成されているものであるが、第３および第４の実施形態に係る軌道部材５０，８０の場合と異なり、貫通孔を有する軌道部材の内周面側を移動部材が案内運動する場合について例示するものである。

そこでまず、第５の実施形態に係る軌道部材の基本構造について図９および図１０を用いて説明する。ここで、図９は、第５の実施形態に係る軌道部材の基本構造を説明するための縦断面正面図である。また、図１０は、第５の実施形態に係る軌道部材を構成する軌道ブロックの構造を説明するための図であり、（ａ）は左側面を、（ｂ）は縦断面正面を、（ｃ）は右側面を示している。

第５の実施形態に係る軌道部材９０では、中空孔を有する複数の軌道ブロック９１が遊動自在な状態で連結されることによって軌道本体部９１…９１が構成されている。具体的には、複数の軌道ブロック９１は、軌道ブロック９１の一端側に突設されるとともに外周面が曲面形に形成される凸曲部９２と、軌道ブロック９１の他端側に穿設されるとともに凸曲部９２を内周面で挟持することが可能な凹曲部９３とを備え、これら凸曲部９２と凹曲部９３とが嵌り合うことによって連結可能となっている。また、凸曲部９２と凹曲部９３とによって構成される連結手段の遊動範囲は、隣り合う軌道ブロック９１同士の形状によって規定されており、凸曲部９２と凹曲部９３との接触面によって実現する遊動動作のうち、隣り合う軌道ブロック９１同士が接触しない範囲での動作が許容されることになる。

さらに、各軌道ブロック９１の中空孔の内周面側には、内部方向に突出設置される係止部１０１が形成されている。この係止部１０１は、超弾性部材１１１が備える係止孔１１２に対して係り止めされる部材であり、超弾性部材１１１は、複数の軌道ブロック９１が備える係止部１０１に係り止めされることによって、複数の軌道ブロック９１に対してスライド移動自在な状態で設置されることになる。このような構成によって軌道部材９０を形成することにより、中空孔を備える軌道部材９０が外周側に位置し、軌道部材９０の内側に超弾性部材１１１が設置される場合であっても、スムーズな軌道部材９０の遊動動作が実現可能となる。

次に、上述した第５の実施形態に係る軌道部材９０を用いた運動案内装置の具体的な構成例について、図１１および図１２を用いて説明する。ここで、図１１は、第５の実施形態に係る軌道部材９０が曲線状に配置された場合の運動案内装置を示す図である。また、図１２は、図１１で示した第５の実施形態に係る運動案内装置に用いられる移動部材を説明するための図であり、特に、（ａ）は軌道部材９０との設置状態を示し、（ｂ）は移動部材の縦断面側面を示し、（ｃ）は移動部材の部分破断外観側面を示している。

図１１および図１２に例示するように、第５の実施形態に係る運動案内装置１２０は、三次元空間内で遊動自在に構成されるとともに中空孔の内部に２条ずつ３箇所、合計６条の転動体転走面１０２を有する軌道部材９０と、軌道部材９０に多数の転動体として設置されるボール１２６を介して軌道部材９０に沿ってスライド可能に取り付けられた移動部材１２１とを備えている。

移動部材１２１には、軌道部材９０に形成された６条の転動体転走面１０２とそれぞれ対応する位置に負荷転動体転走面１２２が設けられている。そして、軌道部材９０の転動体転走面１０２と移動部材１２１の負荷転動体転走面１２２とによって負荷転走路１２３が形成され、複数のボール１２６が転走自在に挟まれている。さらに、移動部材１２１には、各負荷転動体転走面１２２と平行に伸びる６条の無負荷転走路１３０と、各無負荷転走路１３０と各負荷転走路１２３とを結ぶ方向転換路１３１が設けられている。つまり、１つの負荷転走路１２３および無負荷転走路１３０と、それらを結ぶ一対の方向転換路１３１との組み合わせによって、１つの無限循環路が構成されている（図１２中（ａ）〜（ｃ）参照）。そして、複数のボール１２６は、負荷転走路１２３と無負荷転走路１３０と一対の方向転換路１３１とから構成される無限循環路内に無限循環可能に設置されることにより、軌道部材９０に対する移動部材１２１の相対的な往復運動が可能となっている。

以上説明した第５の実施形態に係る運動案内装置１２０では、移動部材１２１の移動方向の長さが比較的短く抑えられているので、たとえ軌道部材９０が大きな曲率を持った形状や、複数の曲率を組み合わせた形状などによって三次元的に遊動したとしても、スムーズに案内運動することが可能となっている。また、第５の実施形態に係る軌道部材９０では、超弾性部材１１１が複数の軌道ブロック９１に対して係止部１０１を介して係り止めされることによりスライド移動自在に設置されているので、転動体転走面１０２が歪むことはなく、無限循環路内に設置されるボール１２６のスムーズな無限循環が実現されている。

なお、上述した各実施形態の場合と同様に、第５の実施形態に係る運動案内装置１２０についても、軌道部材９０の採る形状によって超弾性部材１１１が余る場合があるので、余分な超弾性部材１１１が生じた場合には、切断するなど適宜対応することによって、他の軌道部材との接続が可能となる。

また、超弾性部材１１１の構成材料については、軌道部材の外側に設置される場合と同様、軌道部材の内側に設置される場合も同じであり、超弾性チタン合金、Ｎｉ−Ｔｉ系合金（Ｎｉ−Ｔｉ合金のほか、Ｎｉ−Ｔｉ−Ｃｕ合金、Ｎｉ−Ｔｉ−Ｆｅ合金、Ｎｉ−Ｔｉ−Ｃｒ合金など）、形状記憶合金、金属ガラスの少なくとも１つを採用することが可能で、特に、超弾性チタン合金には、ゴムメタル（登録商標）を採用することが好適である。

以上、本考案の好適な実施形態について説明したが、本考案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、貫通孔を有する軌道部材９０の内周面を移動部材１２１が案内運動する場合を例示した第５の実施形態に係る運動案内装置１２０では、複数の軌道ブロック９１の備える係止部１０１が、超弾性部材１１１の備える係止孔１１２に対して係り止めされることによって、複数の軌道ブロック９１に対する超弾性部材１１１のスライド移動自在な状態での設置が実現されていた。しかしながら、貫通孔を有する軌道部材９０の内周面を移動部材１２１が案内運動する場合であっても、第１および第３の実施形態で示したように、複数の軌道ブロック９１に対する超弾性部材１１１の設置を、複数の軌道ブロックのそれぞれに形成されて超弾性部材１１１を挟持する保持部によって実現するようにすることも可能である。

また、上述した各実施形態では、転動体転走面２２，６２，１０２上を転走する転動体として、ボール２６，６６，１２６を採用した場合を例示して説明した。しかしながら、転動体には、ボール２６，６６，１２６の他にローラなどを採用することも可能である。

さらに、超弾性部材２１，６１，１１１の設置数や超弾性部材２１，６１，１１１に形成される転動体転走面２２，６２，１０２の条数については、図面を用いて説明した上記各実施形態のものに限られず、任意の設置数を採用することが可能である。

またさらに、上述した各実施形態では、複数の軌道ブロック１１，５１，９１のそれぞれを連結することによって遊動自在な軌道本体部１１…１１，５１…５１，９１…９１を構成した場合を例示して説明したが、本考案に係る軌道本体部は各実施形態で例示した形態に限られるものではなく、例えば、蛇腹状に形成された単一の部材によって軌道本体部を構成するようにしても良い。

さらにまた、上述した各実施形態では、本考案に採用可能な可撓性部材として、超弾性チタン合金（ゴムメタル（登録商標）など）、Ｎｉ−Ｔｉ系合金（Ｎｉ−Ｔｉ合金のほか、Ｎｉ−Ｔｉ−Ｃｕ合金、Ｎｉ−Ｔｉ−Ｆｅ合金、Ｎｉ−Ｔｉ−Ｃｒ合金など）、形状記憶合金、金属ガラスの少なくとも１つによって構成される超弾性部材２１，６１，１１１を用いた場合を例示して説明した。ただし、本考案に係る可撓性部材は、各実施形態で例示した超弾性部材２１，６１，１１１のみに限定されるものではなく、例えば、厚さを薄くして可撓性を有するように形成された金属材料や、超弾性チタン合金などに見られるような所定の硬度を有しながらも高い弾性変形能を兼ね備えるといった材料を用いることが可能である。

その様な変更又は改良を加えた形態も本考案の技術的範囲に含まれ得ることが、実用新案登録請求の範囲の記載から明らかである。

第１の実施形態に係る軌道部材が直線状に配置された状態を示す図であり、特に、（ａ）は外観上面を、（ｂ）は外観側面を示している。 第１の実施形態に係る軌道部材が曲線状に配置された状態を示す図であり、特に、（ａ）は外観上面を、（ｂ）は外観側面を示している。 第１の実施形態に係る軌道部材が曲線状に配置された場合の運動案内装置を示す図であり、特に、（ａ）は外観上面を、（ｂ）は縦断面側面を示している。 第１の実施形態に係る軌道部材の多様な設置形式を例示する図である。 第２の実施形態に係る軌道部材の概略構成を示す外観斜視図である。 第３の実施形態に係る軌道部材の基本構造を説明するための概略透視図であり、特に、（ａ）は軌道部材が直線状に配置された状態を示し、（ｂ）は軌道部材が曲線状に配置された状態を示している。 第３の実施形態に係る軌道部材が曲線状に配置された状態を示す図であり、特に、（ａ）は外観上面を、（ｂ）は外観側面を示している。 第３の実施形態に係る軌道部材が曲線状に配置された場合の運動案内装置を示す図であり、特に、（ａ）は外観上面を、（ｂ）は縦断面側面を示している。 第４の実施形態に係る軌道部材の概略構成を示す外観斜視図である。 第５の実施形態に係る軌道部材の基本構造を説明するための縦断面正面図である。 第５の実施形態に係る軌道部材を構成する軌道ブロックの構造を説明するための図であり、（ａ）は左側面を、（ｂ）は縦断面正面を、（ｃ）は右側面を示している。 第５の実施形態に係る軌道部材が曲線状に配置された場合の運動案内装置を示す図である。 図１１で示した第５の実施形態に係る運動案内装置に用いられる移動部材を説明するための図であり、特に、（ａ）は軌道部材との設置状態を示し、（ｂ）は移動部材の縦断面側面を示し、（ｃ）は移動部材の部分破断外観側面を示している。

符号の説明

１０ 軌道部材、１１ 軌道ブロック、１１…１１ 軌道本体部、１２ 凸状部、１２ａ，１３ａ 連結孔、１３ 凹状部、１４ 連結ピン、１５ 保持部、１６ 取付孔、２１ 超弾性部材、２２ 転動体転走面、２５ 運動案内装置、２６ ボール、２７ 移動部材、２８ 負荷転動体転走面、２９ 負荷転走路、３０ 無負荷転走路、３１ 直線軌道部材、４０ 軌道部材、４１ 係止部、４２ 係止孔、５０ 軌道部材、５１ 軌道ブロック、５１…５１ 軌道本体部、５２ 球状部、５３ 抱持部、５５ 保持部、６１ 超弾性部材、６２ 転動体転走面、６６ ボール、６７ 移動部材、６８ 負荷転動体転走面、６９ 負荷転走路、７０ 無負荷転走路、８０ 軌道部材、８１ 係止部、８２ 係止孔、９０ 軌道部材、９１ 軌道ブロック、９１…９１ 軌道本体部、９２ 凸曲部、９３ 凹曲部、１０１ 係止部、１０２ 転動体転走面、１１１ 超弾性部材、１１２ 係止孔、１２０ 運動案内装置、１２１ 移動部材、１２２ 負荷転動体転走面、１２３ 負荷転走路、１２６ ボール、１３０ 無負荷転走路、１３１ 方向転換路。

Claims (11)

1. 転動体転走面を備える軌道部材と、
   転動体転走面に対向する負荷転動体転走面を備える移動部材と、
   転動体転走面と負荷転動体転走面とによって構成される負荷転走路内に転動自在に設置される複数の転動体と、
   を有し、軌道部材に対する移動部材の相対的な移動運動が自在とされる運動案内装置において、
   軌道部材が遊動自在に構成されていることを特徴とする運動案内装置。
2. 請求項１に記載の運動案内装置において、
   前記軌道部材は、
   遊動自在に構成される軌道本体部と、
   前記軌道本体部に設置されて前記転動体転走面近傍を構成する可撓性部材と、
   を備えることを特徴とする運動案内装置。
3. 請求項１に記載の運動案内装置において、
   前記軌道部材は、
   連結手段を備える複数の軌道ブロックと、
   前記複数の軌道ブロックに設置されるとともに前記転動体転走面を形成する超弾性部材と、
   を備えることを特徴とする運動案内装置。
4. 請求項３に記載の運動案内装置において、
   前記連結手段は、
   前記軌道ブロックの両端に形成される連結孔と、
   隣り合う軌道ブロック同士の連結孔に導通することによって軌道ブロックを連結する連結ピンと、
   によって構成されることを特徴とする運動案内装置。
5. 請求項４に記載の運動案内装置において、
   前記連結孔は、
   前記軌道ブロックの一端側に突設される凸状部、および前記軌道ブロックの他端側に穿設される凹状部のそれぞれに対して形成されていることを特徴とする運動案内装置。
6. 請求項３に記載の運動案内装置において、
   前記連結手段は、
   前記軌道ブロックの一端側に突設されるとともに先端が球面形に形成される球状部と、
   前記軌道ブロックの他端側に穿設されるとともに前記球状部を抱持する抱持部と、
   によって構成されることを特徴とする運動案内装置。
7. 請求項３に記載の運動案内装置において、
   前記連結手段は、
   前記軌道ブロックの一端側に突設されるとともに外周面が曲面形に形成される凸曲部と、
   前記軌道ブロックの他端側に穿設されるとともに前記凸曲部を内周面で挟持する凹曲部と、
   によって構成されることを特徴とする運動案内装置。
8. 請求項３〜７のいずれか１項に記載の運動案内装置において、
   前記複数の軌道ブロックは、それぞれが前記超弾性部材をスライド移動自在に保持する保持部を備えることを特徴とする運動案内装置。
9. 請求項３〜７のいずれか１項に記載の運動案内装置において、
   前記複数の軌道ブロックは、それぞれが突出設置される係止部を備え、
   前記超弾性部材は、前記係止部に係り止めされる係止孔を備えることによって、前記複数の軌道ブロックに対してスライド移動自在に設置されることを特徴とする運動案内装置。
10. 請求項３〜９のいずれか１項に記載の運動案内装置において、
    前記超弾性部材は、超弾性チタン合金、Ｎｉ−Ｔｉ系合金、形状記憶合金、金属ガラスのうちの少なくとも１つを含む材料によって構成されていることを特徴とする運動案内装置。
11. 転動体転走面を備える軌道部材と、
    転動体転走面に対向する負荷転動体転走面を備える移動部材と、
    転動体転走面と負荷転動体転走面とによって構成される負荷転走路内に転動自在に設置される複数の転動体と、
    を有し、軌道部材に対する移動部材の相対的な移動運動が自在とされる運動案内装置に用いられる軌道部材であって、
    連結手段を備える複数の軌道ブロックと、
    前記複数の軌道ブロックに設置されるとともに前記転動体転走面を形成する超弾性部材と、
    を備え、
    前記超弾性部材が超弾性チタン合金、Ｎｉ−Ｔｉ系合金、形状記憶合金、金属ガラスのうちの少なくとも１つを含む材料によって構成されることにより、遊動自在であることを特徴とする軌道部材。

Images