(57)【要約】  延在する軌道体（１）と、前記軌道体（１）の延在方向に相対移動可能な移動体（２）と、前記移動体（２）に保持され前記相対移動に用いられる複数の転動体（１３）と、を備えた運動装置（１０）であって、前記移動体（２）は、前記軌道体（１）側とは反対側に向け膨出する凸球面部（２１）を備えた内ケーシング部材（１６）と、前記内ケーシング部材（１６）の外面側に配設されるとともに前記凸球面部（２１）に対応して窪む凹球面部（２６）を備えた外ケーシング部材（８）と、を有し、前記内ケーシング部材（１６）及び前記外ケーシング部材（８）を備えた球面軸受機構が形成されていることを特徴とする。
2009107602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
延在する軌道体と、前記軌道体の延在方向に相対移動可能な移動体と、前記移動体に保持され前記相対移動に用いられる複数の転動体と、を備えた運動装置であって、
前記移動体は、前記軌道体側とは反対側に向け膨出する凸球面部を備えた内ケーシング部材と、
前記内ケーシング部材の外面側に配設されるとともに前記凸球面部に対応して窪む凹球面部を備えた外ケーシング部材と、を有し、
前記内ケーシング部材及び前記外ケーシング部材を備えた球面軸受機構が形成されていることを特徴とする運動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の運動装置であって、
前記内ケーシング部材の前記凸球面部は、実質的に中心を同じくするとともに半径の異なる複数の凸球面を備え、
前記外ケーシング部材の前記凹球面部は、前記凸球面に夫々対向配置され、実質的に中心を同じくするとともに半径の異なる複数の凹球面を備えることを特徴とする運動装置。
【請求項３】
請求項２に記載の運動装置であって、
前記複数の凸球面が、第１凸球面と、前記第１凸球面を囲み該第１凸球面より大径の第２凸球面と、を含み、
前記複数の凹球面が、前記第１凸球面に対向配置される第１凹球面と、前記第２凸球面に対向配置される第２凹球面と、を含むことを特徴とする運動装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の運動装置であって、
前記凹球面部が、前記凸球面部に向けて進退可能とされていることを特徴とする運動装置。
【請求項５】
請求項４に記載の運動装置であって、
前記凹球面部が、前記外ケーシング部材にねじ作用で嵌め合わされていることを特徴とする運動装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の運動装置であって、
前記凸球面部が、実質的に中心を同じくするとともにこの中心周りに互いに間隔を開けて配置された複数の凸球面を備え、
前記軌道体を挟むように背向配置された前記凸球面の対が複数形成され、
前記凹球面部は、実質的に中心を同じくするとともに前記凸球面に夫々対向配置された複数の凹球面を備えることを特徴とする運動装置。
【請求項７】
請求項６に記載の運動装置であって、
一の前記凸球面の対の凸球面同士が互いに背向配置される方向が、他の前記凸球面の対の前記方向に対して、直交するように設定されていることを特徴とする運動装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の運動装置であって、
前記転動体を前記軌道体と前記移動体との間で転走させる負荷転動体転走路が、前記軌道体の延在方向に沿って複数設けられており、
これら複数の負荷転動体転走路から同一距離の中心軸上に、前記球面軸受機構の球面の中心が配置されていることを特徴とする運動装置。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の運動装置であって、
前記転動体を前記軌道体と前記移動体との間で転走させる負荷転動体転走路が、前記軌道体の中心軸を中心とした螺旋状に設けられており、
前記中心軸上に、前記球面軸受機構の球面の中心が配置されていることを特徴とする運動装置。
【請求項１０】
前記移動体が前記軌道体の延在方向に相対的に平行移動する直動ガイド、ボールスプライン又はボールブッシュのいずれかであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の運動装置。
【請求項１１】
前記移動体が前記軌道体にねじ作用で嵌め合わされて前記軌道体の延在方向に相対的に回転移動するボールねじであることを特徴とする請求項１〜７、９のいずれか１項に記載の運動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直動ガイド、ボールスプライン、ボールブッシュ又はボールねじ等、延在する軌道体に沿って移動体を相対移動させる運動装置に関する。
本願は、２００８年２月２８日に、日本に出願された特願２００８−０４７６２８号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
従来、工作機械や搬送装置等においては、ワークや品物を精度よく送り移動させるため、種々様々な用途に適応した直動ガイド、ボールスプライン、ボールブッシュ又はボールねじ等の運動装置が用いられている。【０００３】
例えば特許文献１に開示される直動ガイドは、延在するレール状の軌道台（軌道体）と、該軌道台の延在方向に相対移動可能な略直方体状のスライダ（移動体）とを備えている。また、スライダの内部には複数のボール（転動体）が配設されており、これらボールを循環させるための無限循環路が形成されている。そして、これらボールがスライダと軌道台との間に介在して負荷転動体転動路を転走することによって、スライダと軌道台とが低摩擦・低騒音で滑らかに相対移動するようになっている。また、スライダの外面には、運動をさせる目的部材が取り付けられる。【０００４】
また、運動させる目的部材が例えば比較的大きかったり平板状であったりする場合などには、運動を安定させ精度よく行うため、このような直動ガイドを２組用意し、軌道台を平行に配設するとともに、該目的部材を両スライダに一体に取り付けて配設することがある。
【特許文献１】特開２００７−２８５３５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような運動装置には、目的部材の運動の内容や重量バランスや取付面誤差等によって、ローリング、ピッチング又はヨーイング方向に作用するモーメント荷重が発生することがある。すなわち、特許文献１の直動ガイドにおいて、スライダを中心としたＸＹＺ座標軸回りのモーメント荷重が発生することとなるのだが、これら荷重の大部分を負荷転動体転走路及びこの路内を転走するボールが負荷することとなる。このような構成では、移動体の複数のボールにおいて、局部的に過負荷がかかり、これらボールの循環が妨げられて、運動自体がスムースに行われなくなることがある。また、ボールや負荷転動体転走路の内面にかかるこのような不均等な過負荷に起因し、これら部材に鱗状のフレーキングが発生したり、無限循環路を形成するエンドプレートに亀裂や破断が生じたりして、部材が破損することがある。【０００６】
また、前述のようにして直動ガイドを２組用い、軌道台を平行に配設した際には、両スライダの相対位置関係を精度よく決める必要がある。しかしながら、この精度が確保出来なかった場合には、運動装置に過大なモーメント荷重が発生することとなる。すなわち、両スライダと目的部材とを例えばねじ作用で嵌め合うことにより一体に取り付ける際に、両スライダの取付部分の高さや傾斜の僅かな誤差によって締め付け時に捩れが生じて、過大なモーメント荷重が発生し装置に負荷がかかることとなる。【０００７】
また近年、運動装置を組み込む各種装置の外形を省スペースに抑えるため、運動装置に対するさらなる小型化の要望がある。【０００８】
本発明は、このような課題を鑑みてなされたもので、装置に作用するローリング、ピッチング及びヨーイング方向のすべてのモーメント荷重を除去しボール（転動体）負荷の均一化により、剛性及び耐久性の高い運動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】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
すなわち本発明は、延在する軌道体と、前記軌道体の延在方向に相対移動可能な移動体と、前記移動体に保持され前記相対移動に用いられる複数の転動体と、を備えた運動装置であって、前記移動体は、前記軌道体側とは反対側に向け膨出する凸球面部を備えた内ケーシング部材と、前記内ケーシング部材の外面側に配設されるとともに前記凸球面部に対応して窪む凹球面部を備えた外ケーシング部材と、を有し、前記内ケーシング部材及び前記外ケーシング部材を備えた球面軸受機構が形成されていることを特徴とする。【００１０】
本発明に係る運動装置によれば、移動体には、内ケーシング部材の凸球面部及び外ケーシング部材の凹球面部を有する球面軸受機構が形成されているので、運動装置にローリング、ピッチング又はヨーイング方向のモーメント荷重が加えられた際、これら内ケーシング部材と外ケーシング部材とが相対的にスライドして、モーメント荷重に起因する装置への負荷を除去するようになっている。従って、運動装置の破損が防止され運動が長期に亘り安定してスムースに行われる。【００１１】
また、運動装置を複数並べ、運動させる目的部材を複数の移動体に一体に固定して用いる場合には、これら移動体の固定部分の高さや傾斜の状態に多少の誤差があったとしても、固定時の締め付け応力等が加わった際、該応力等によって漸次内ケーシング部材と外ケーシング部材とが相対的にスライドし、互いの捩れを補正するようにして自動的に調心されるようになっている。よって従来のように、取付位置を調整し精度よく決めるために作業者に熟練を要したり、長時間を要する面倒な作業を行ったりする必要がなく、設置の作業性が飛躍的に向上する。また、このようにして比較的精度を要さずラフに設置できることによって、装置の取り付けの自由度が増し、種々様々な要望に対応することが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る運動装置によれば、装置に作用するローリング、ピッチング及びヨーイング方向のすべてのモーメント荷重を除去して転動体への負荷を均一化し、剛性及び耐久性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態の運動装置としての直動ガイドの概略構成を示す部分透過斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の運動装置としての直動ガイドの概略構成を示す断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の運動装置としての直動ガイドの概略構成を示す断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態の運動装置としてのボールねじの概略構成を示す断面図である。
【図５】本発明の第４の実施形態の運動装置としての直動ガイドの概略構成を示す断面図である。
【図６】本発明の第５の実施形態の運動装置としての直動ガイドの概略構成を示す断面図である。
【図７】直動ガイドの転がり抵抗試験を説明する図である。
【図８】図７の転がり抵抗試験の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００１４】
１，３１…軌道台（軌道体）、  ２，３２，６２，８２，１０２…スライダ（移動体）、  ８，５８，８８，１０８…外ケーシング部材、  １０，３０，８０，１００…直動ガイド（運動装置）、  １２，７２…負荷転動体転走路、  １３…ボール（転動体）、  １６，３６，８６，１０６…内ケーシング部材、  １７，８７…第１凸球面（凸球面）、  １８…第２凸球面（凸球面）、  ２０，３７…第３凸球面（凸球面）、  ２１，４１，９１，１１１…凸球面部、  ２２，９９Ｂ，１１２Ａ…第１凹球面（凹球面）、  ２３…第２凹球面（凹球面）、  ２５，４７，９８Ａ，１１３Ａ…第３凹球面（凹球面）、  ２６，４６，９６，１１８…凹球面部、  ３８…第４凸球面（凸球面）、  ４８…第４凹球面（凹球面）、  ６０…ボールねじ（運動装置）、  ６１…軌道軸（軌道体）、  ９６Ａ，９６Ｂ…プラグ（凹球面部）、  １０７…第５凸球面（凸球面）、  １１４Ａ…第５凹球面（凹球面）、  Ｐ…中心点
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照し、本発明の第１の実施形態の運動装置について説明する。
図１は本発明の第１の実施形態の運動装置としての直動ガイドの概略構成を示す部分透過斜視図、図２は本発明の第１の実施形態の運動装置としての直動ガイドの概略構成を示す断面図である。【００１６】
図１に示すように、第１の実施形態の運動装置としての直動ガイド１０は、水平方向に延在するレール状の軌道台（軌道体）１を有しており、この軌道台１の外周には、該軌道台１に沿って延びる凹溝状の複数の転動体転走面１ａが形成されている。また、軌道台１の上方（図１における上方側）には、該軌道台１の延在方向に相対移動可能なスライダ（移動体）２が設けられている。【００１７】
スライダ２は、略直方体状のスライダ本体３と、スライダ本体３の移動する軌道台１の延在方向の両側から該スライダ本体３を挟む略平板状のエンドプレート４と、を有している。また、スライダ本体３の上方には、軌道台１の延在方向に直交する水平方向に延びる略矩形板状の上方外ケーシング部材５が配設されており、またスライダ本体３の側方（図１における左右側）には、鉛直方向に延在する略矩形板状の側方外ケーシング部材６が配設されている。【００１８】
また、これら上方外ケーシング部材５及び側方外ケーシング部材６が複数のボルト７を用いて一体に固定されており、正面視略π字状の外ケーシング部材８とされている。また、上方外ケーシング部材５の両端近傍には、鉛直方向に貫通する複数の貫通孔９が形成されていて、これら貫通孔９を用い、図示しないボルト等によってその上面部分に運動させる目的部材が取り付けられるようになっている。【００１９】
また、図２に示すように、スライダ本体３の下方（図２における下方側）には、軌道台１の上方（図２における上方側）を覆うようにして開口し該軌道台１の延在方向に沿って形成された凹状の凹部３ａが設けられている。また、凹部３ａには、軌道台１の転動体転走面１ａに夫々対向する位置に凹溝状の負荷転動体転走面１１が形成されている。【００２０】
また、軌道台１の転動体転走面１ａと、該転動体転走面１ａに対向配置される負荷転動体転走面１１とにより形成される空間が、負荷転動体転走路１２とされており、この負荷転動体転走路１２には、複数のボール（転動体）１３が配設されて充満している。これら負荷転動体転走路１２は、スライダ２内に設けられる図示しない略楕円環状若しくはサーキット状からなる複数の無限循環路の夫々の一部を形成しており、ボール１３は無限循環路の路内を循環自在とされている。そして、これらボール１３を介して軌道台１とスライダ２とが互いに相対移動可能に嵌め合わされている。すなわち、ボール１３の転走及び循環によって、軌道台１とスライダ２とが相対移動可能とされている。【００２１】
また、スライダ本体３の上面部分には、略円盤状の上方内ケーシング部材１４が配設されている。また、スライダ本体３の両側面部分（図２における左右側面部分）には、略円盤状の側方内ケーシング部材１５が夫々配設されていて、これら上方内ケーシング部材１４及び側方内ケーシング部材１５からなる内ケーシング部材１６が形成されている。また、内ケーシング部材１６は、スライダ本体３に一体に形成されている。【００２２】
また、上方内ケーシング部材１４の略中央部分には、軌道台１側とは反対側に向け膨出又は突出する球面の一部からなる第１凸球面（凸球面）１７が形成されている。また、第１凸球面１７の回りを水平方向に囲むようにして、リング状の第２凸球面（凸球面）１８が設けられている。第２凸球面１８は、第１凸球面１７の球面の中心点Ｐと実質的にその中心を同じくしており、第１凸球面１７の半径Ｄ１よりも大きい半径Ｄ２を有する球面の一部から形成されている。ここで「実質的に中心を同じく」するとは、後述する対向配置された球面同士が、相対的にスライド可能な程度に互いの中心を極僅かにずらした状態を含んでいる。【００２３】
また、第１凸球面１７と第２凸球面１８とは、これら凸球面の半径方向に沿って形成される面１９によって互いに接続されている。
また、側方内ケーシング部材１５，１５には、軌道台１側とは反対側に向け膨出又は突出する球面の一部からなる夫々の第３凸球面（凸球面）２０が形成されている。第３凸球面２０の球面の中心も、実質的に中心点Ｐと同じく設定されており、また該第３凸球面２０の半径Ｄ３は、半径Ｄ１、Ｄ２とは異なる値に設定されている。そして、これら第１凸球面１７、第２凸球面１８及び第３凸球面２０を備えた複数の凸球面を複合してなる凸球面部２１が形成されている。【００２４】
また、外ケーシング部材８の上方外ケーシング部材５には、内ケーシング部材１６の第１凸球面１７に対応する位置に対向配置され、軌道台１側とは反対側に向け窪む又は落ち込む球面の一部からなる第１凹球面（凹球面）２２が形成されており、第１凸球面１７と第１凹球面２２とが、互いの球面に沿って相対的にスライド移動可能に摺接して配置されている。【００２５】
すなわち、第１凹球面２２は、第１凸球面１７の半径Ｄ１と略同一半径に設定されているとともに、その球面の中心を中心点Ｐと実質的に同じくしており、またこれら第１凸球面１７及び第１凹球面２２が摺接する少なくともいずれか一方の面には、自己潤滑性を有するフッ素樹脂、二硫化モリブデン又はグラファイト等からなる潤滑膜（不図示）が形成されていて、互いにスムースにスライド移動するようになっている。【００２６】
また、上方外ケーシング部材５には、内ケーシング部材１６の第２凸球面１８に対向配置され、第１凹球面２２の回りを水平方向に囲むようにして、リング状の第２凹球面（凹球面）２３が設けられている。第２凹球面２３は、その球面の中心を実質的に中心点Ｐと同じくしており、また第２凸球面１８の半径Ｄ２と略同一半径に設定されていて、これら第２凸球面１８と第２凹球面２３とが互いの球面に沿って相対的にスライド移動可能に摺接して配置されている。すなわち、これら第２凸球面１８及び第２凹球面２３が摺接する少なくともいずれか一方の面にも、前記潤滑膜が形成されている。【００２７】
また、第１凹球面２２と第２凹球面２３とは、これら凹球面の半径方向に沿って形成される面２４によって互いに接続されている。
また、内ケーシング部材１６の面１９と、外ケーシング部材８の面２４とは、互いに離間して対向配置されており、これら面１９，２４の間に設けられる間隙により、内ケーシング部材１６と外ケーシング部材８とが相対的にスライドし揺動可能とされている。【００２８】
また、側方外ケーシング部材６，６には、側方内ケーシング部材１５，１５の夫々の第３凸球面２０に対向配置され、軌道台１側とは反対側に向け窪む又は落ち込む球面の一部からなる第３凹球面（凹球面）２５が夫々形成されている。第３凹球面２５の球面の中心も、実質的に中心点Ｐと同じくされており、また第３凸球面２０の半径Ｄ３と略同一半径に設定されていて、これら第３凸球面２０と第３凹球面２５とが、互いの球面に沿って相対的にスライド移動可能に摺接して配置されている。すなわち、これら第３凸球面２０及び第３凹球面２５が摺接する少なくともいずれか一方の面にも、前記潤滑膜が形成されている。【００２９】
そして、これら第１凹球面２２、第２凹球面２３及び第３凹球面２５を備えた複数の凹球面を複合してなる凹球面部２６が形成されている。
またこのようにして、内ケーシング部材１６の凸球面部２１と外ケーシング部材８の凹球面部２６とを備え中心点Ｐを実質的に中心とした球面軸受機構が形成されている。【００３０】
また、複数の負荷転動体転走路１２から均等距離にある中央位置を軌道台１に沿って延ばし形成される中心軸が、球面軸受機構の中心点Ｐに重なって配置されている。すなわち、中心点Ｐから各々の負荷転動体転走路１２の中心までの距離の半径Ｄ４は、すべて同一寸法に設定されている。【００３１】
次いで、第１の実施形態の直動ガイド１０の動作について説明する。
スライダ２の上方外ケーシング部材５の上面部分に、運動させる目的部材を取り付けたり、該直動ガイド１０を運動させて目的部材を移動させたりすると、目的部材の重量バランスの偏りや運動の内容・種類によって、直動ガイド１０には、そのスライダ２の部分にＸＹＺ座標軸回りのモーメント荷重が発生する。すなわち、図１におけるスライダ２を中心としたＸ軸回りのローリング方向Ｐ、Ｙ軸回りのピッチング方向Ｑ又はＺ軸回りのヨーイング方向Ｒのモーメント荷重が発生する。【００３２】
このようにして直動ガイド１０のスライダ２にローリング方向Ｐ、ピッチング方向Ｑ又はヨーイング方向Ｒのモーメント荷重が発生した場合、いずれの方向のモーメント荷重に対しても、球面軸受機構の外ケーシング部材８が、中心点Ｐを中心として回転するようにして内ケーシング部材１６の球面に沿ってスライド移動するようになっている。【００３３】
以上説明したように、第１の実施形態の直動ガイド１０によれば、スライダ２には、内ケーシング部材１６の凸球面部２１及び外ケーシング部材８の凹球面部２６を有する球面軸受機構が形成されているので、直動ガイド１０にローリング、ピッチング又はヨーイング方向のモーメント荷重が加えられた際、これら内ケーシング部材１６と外ケーシング部材８とが相対的にスライドしてモーメント荷重を除去するとともに該モーメント荷重に起因する装置への負荷を抑制するようになっている。従って、直動ガイド１０の破損が防止され運動が長期に亘り安定してスムースに行われる。【００３４】
また、直動ガイド１０を複数並べ、運動させる目的部材を複数のスライダ２に一体に固定して用いる場合には、これらスライダ２の、目的部材を固定する部分の高さや傾斜の状態に多少の誤差（取付面誤差）があったとしても、固定のための締め付け応力等が加わった際に該応力によって内ケーシング部材１６と外ケーシング部材８とが次第に相対的にスライドし、互いの捩れを補正するようにして自動的に調心されるようになっている。【００３５】
よって従来のように、これら直動ガイド１０の相対的な取付位置を精度よく決めるために作業者に熟練を要したり、長時間を要する面倒な作業を行ったりする必要がなく、設置の作業性が飛躍的に向上する。また、このようにして比較的精度を要さずラフに設置できることによって装置の取り付けの自由度が増し、種々様々な要望に対応することができる。【００３６】
また、内ケーシング部材１６の凸球面部２１の複数の凸球面１７，１８，２０の各中心が実質的に同じ中心点Ｐに設定されており、かつ、外ケーシング部材８の凹球面部２６の複数の凹球面２２，２３，２５がこれら凸球面１７，１８，２０に夫々対応する位置に対向配置されるとともに各中心が中心点Ｐに設定されているので、内ケーシング部材１６が外ケーシング部材８に対して揺動可能である。【００３７】
また、このように球面を複合して用いる構成によれば、これら凸球面部２１及び凹球面部２６の形成される部位の厚み寸法をより薄く平たく省スペースに抑えることができる。なお、前記厚み寸法とは、第１凸球面１７と第２凸球面１８とが並べられる略水平方向（図２における左右方向）に直交する略鉛直方向（図２における上下方向）の寸法を示している。よって、スライダ２の外形寸法、特に高さ方向（図１、図２における上下方向）の外形を縮小でき、設置の自由度が増す。【００３８】
また、凸球面部２１と凹球面部２６とを構成する複数の球面の設定を種々様々に行うことによって、スライダ２にかかるラジアル荷重及びスラスト荷重に対する耐荷重設定も種々に調整可能である。さらに、内ケーシング部材１６の面１９と外ケーシング部材８の面２４との離間する間隙を種々に設定し、これら内ケーシング部材１６と外ケーシング部材８とのスライド移動の限度範囲を設定することができる。【００３９】
また、スライダ２の球面軸受機構の球面の中心点Ｐが、複数の負荷転動体転走路１２から同一距離に設定される中心軸上に重なっていて、複数のボール１３が該中心軸から均等距離の負荷転動体転走路１２に夫々配置されているので、この直動ガイド１０にモーメント荷重が加わった際に、ボール１３や負荷転動体転走路１２にかかる負荷が略均等に振り分けられるようにして分散され、各部材に局部的な過負荷がかかるのを防止している。従って、ボール１３、転動体転走面１ａ、負荷転動体転走面１１及びエンドプレート４等の部材の破損が防止されて、直動ガイド１０の強度が高められ耐久性が向上している。【００４０】
また、直動ガイド１０に、図２における半径Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３方向の荷重や軌道台１の延在方向のスラスト荷重がかかった際にも、凸球面部２１と凹球面部２６との摺接する面積が充分に確保されているので、強度が確保されている。【００４１】
次に、本発明の第２の実施形態の運動装置について説明する。
図３は本発明の第２の実施形態の運動装置としての直動ガイドの概略構成を示す断面図である。
尚、前述の第１の実施形態の直動ガイド１０と同一部材については同一符号を付すなどしてその説明を省略する。【００４２】
図３に示すように、第２の実施形態の運動装置としての直動ガイド３０は、軌道台（軌道体）３１の延在方向に直交する水平方向の幅が、前述の直動ガイド１０よりも狭く設定されている。また、軌道台３１の幅に対応するようにして、スライダ３２のスライダ本体３３の凹部３３ａも幅狭に形成されている。そして、軌道台３１の外周とスライダ本体３３の凹部３３ａとの間には複数の負荷転動体転走路１２が設けられ、各々の負荷転動体転走路１２を有する無限循環路（不図示）がスライダ本体３３内に夫々形成されていて、これら無限循環路の路内には複数のボール１３が配されて充満している。【００４３】
また、スライダ本体３３の上面部分には、略円盤状の上方内ケーシング部材１４が配設されている。また、スライダ本体３３の両側面部分には、略円盤状の側方内ケーシング部材３５が夫々配設されていて、これら上方内ケーシング部材１４及び側方内ケーシング部材３５からなる内ケーシング部材３６が形成されている。また、内ケーシング部材３６は、スライダ本体３３に一体に形成されている。【００４４】
また、側方内ケーシング部材３５，３５の夫々の鉛直方向の略中央部分には、軌道台３１側とは反対側に向け膨出又は突出する球面の一部からなる第３凸球面（凸球面）３７が形成されている。また、第３凸球面３７の回りを鉛直方向に囲むようにして、リング状の第４凸球面（凸球面）３８が夫々設けられている。第４凸球面３８は、第３凸球面３７の球面の中心点Ｐと実質的にその中心を同じくしており、第３凸球面３７の半径Ｄ３３よりも大きい半径Ｄ３４を有する球面の一部から形成されている。また、第３凸球面３７と第４凸球面３８とは、これら凸球面の半径方向に沿って形成される面３９によって互いに接続されている。
そして、第１凸球面１７、第２凸球面１８、第３凸球面３７及び第４凸球面３８を備えた複数の凸球面を複合してなる凸球面部４１が形成されている。【００４５】
また、外ケーシング部材５８の側方外ケーシング部材５６，５６には、内ケーシング部材３６の第３凸球面３７に対応する位置に夫々対向配置され、軌道台３１側とは反対側に向け窪む又は落ち込む球面の一部からなる第３凹球面（凹球面）４７が形成されており、これら第３凸球面３７と第３凹球面４７とが互いの球面に沿って相対的にスライド移動可能に摺接して配置されている。【００４６】
すなわち、第３凹球面４７は、第３凸球面３７の半径Ｄ３３と略同一半径に設定されているとともに、中心を中心点Ｐと実質的に同じくしており、またこれら第３凸球面３７及び第３凹球面４７が摺接する少なくともいずれか一方の面には、自己潤滑性を有する潤滑膜（不図示）が形成されていて、互いにスムースにスライド移動するようになっている。【００４７】
また、側方外ケーシング部材５６，５６には、内ケーシング部材３６の第４凸球面３８に対向配置され、第３凹球面４７の回りを鉛直方向に囲むようにして、リング状の第４凹球面（凹球面）４８が設けられている。第４凹球面４８は、その球面の中心を実質的に中心点Ｐと同じくしており、また第４凸球面３８の半径Ｄ３４と略同一半径に設定されていて、これら第４凸球面３８と第４凹球面４８とが、互いの球面に沿って相対的にスライド移動可能に摺接して配置されている。すなわち、これら第４凸球面３８及び第４凹球面４８が摺接する少なくともいずれか一方の面にも、前記潤滑膜が形成されている。【００４８】
また、第３凹球面４７と第４凹球面４８とは、これら凹球面の半径方向に沿って形成される面４９によって互いに接続されている。
また、内ケーシング部材３６の面３９と、外ケーシング部材５８の面４９とは、互いに離間して対向配置されており、これら面３９，４９の間に設けられる間隙により、内ケーシング部材３６と外ケーシング部材５８とが相対的にスライドし揺動可能とされている。【００４９】
そして、第１凹球面２２、第２凹球面２３、第３凹球面４７及び第４凹球面４８を備えた複数の凹球面を複合してなる凹球面部４６が形成されている。
またこのようにして、内ケーシング部材３６の凸球面部４１と外ケーシング部材５８の凹球面部４６とを備え中心点Ｐを実質的に中心とした球面軸受機構が形成されている。【００５０】
以上説明したように、第２の実施形態の直動ガイド３０によれば、第１の実施形態の直動ガイド１０と同様の効果を有するとともに、下記のような効果を奏功する。すなわち、側方内ケーシング部材３５，３５の凸球面３７，３８と側方外ケーシング部材５６，５６の凹球面４７，４８とが夫々対向配置されていて複合的な球面構造とされており、摺接する面積が充分に確保されているので、この直動ガイド３０に加わるモーメント荷重をより確実に除去可能であるとともに、ラジアル荷重及びスラスト荷重に対する強度もより向上することができる。【００５１】
また、このように球面を複合して用いる構成によれば、これら凸球面３７，３８及び凹球面４７，４８の形成される部位の厚み寸法をより薄く平たく省スペースに抑えることができる。なお、前記厚み寸法とは、第３凸球面３７と第４凸球面３８とが並べられる略鉛直方向（図３における上下方向）に直交する略水平方向（図３における左右方向）の寸法を示している。よって、側方外ケーシング部材５６の厚みを縮小しより薄く形成することができ、装置の外形が縮小される。【００５２】
次に、本発明の第３実施形態の運動装置について説明する。
図４は本発明の第３の実施形態の運動装置としてのボールねじの概略構成を示す断面図である。
尚、前述の第１、第２の実施形態の直動ガイド１０，３０と同一部材については同一符号を付すなどしてその説明を省略する。【００５３】
図４に示すように、第３の実施形態の運動装置としてのボールねじ６０は、水平方向に延在する丸棒状又はパイプ状の軌道軸（軌道体）６１を有しており、この軌道軸６１の外周には、該軌道軸６１の中心軸を中心に螺旋状に形成される凹溝状の転動体転走面６１ａが設けられている。また、軌道軸６１に中心軸方向に貫通されて該中心軸方向に相対移動可能なスライダ（移動体）６２が設けられている。【００５４】
スライダ６２は、略直方体状のスライダ本体６３を備え、該スライダ本体６３には軌道軸６１を挿入して前記中心軸方向に貫通する孔部６３ａが形成されている。また、孔部６３ａの内周面の転動体転走面６１ａに対向する位置には、該転動体転走面６１ａに対応して螺旋状に形成される凹溝状の負荷転動体転走面７１が設けられている。【００５５】
また、軌道軸６１の転動体転走面６１ａと、該転動体転走面６１ａに対向配置される負荷転動体転走面７１とにより形成される空間が、負荷転動体転走路７２とされており、この負荷転動体転走路７２には、複数のボール（不図示）が配されて充満している。また負荷転動体転走路７２は、スライダ６２内に設けられる図示しない無限循環路の一部を形成しており、ボールは無限循環路の路内を循環自在とされている。そして、これらボールを介して軌道軸６１とスライダ６２とがねじ作用で嵌め合わされるようにして、互いに相対移動可能とされている。すなわち、ボールの転走及び循環によって軌道軸６１とスライダ６２とが、軸方向及び軸周りの周方向に沿って、相対移動可能とされている。【００５６】
また、軌道軸６１の中心軸は、内ケーシング部材１６と外ケーシング部材８とからなる球面軸受機構の中心点Ｐに重なっている。すなわち、中心点Ｐから図４に一点鎖線で示す負荷転動体転走路７２の中心までの距離である半径Ｄ７４は、中心軸を中心とした径方向全ての向きにおいて同一寸法となるように設定されている。【００５７】
以上説明したように、第３の実施形態のボールねじ６０によれば、第１の実施形態の直動ガイド１０と同様の効果を奏功するとともに、スライダ６２の球面軸受機構の球面の中心点Ｐが軌道軸６１の中心軸上に重なるように設定されており、複数のボールが該中心軸から均等距離の負荷転動体転走路７２に配置されているので、このボールねじ６０にモーメント荷重が加わった際に、ボールや負荷転動体転走路７２の内面にかかる負荷が略均等に振り分けられるようにして分散され、部材に局部的な過負荷がかかることが防止されている。従って、部材の破損が防止され、ボールねじ６０の強度が高められて耐久性が向上している。【００５８】
次に、本発明の第４の実施形態の運動装置について説明する。
図５は本発明の第４の実施形態の運動装置としての直動ガイドの概略構成を示す断面図である。
尚、前述の第１〜第３の実施形態において説明したものと同一部材については同一符号を付し、その説明を省略する。【００５９】
図５に示すように、第４の実施形態の運動装置としての直動ガイド８０は、軌道台１の上方（図５における上方側）に配置されたスライダ（移動体）８２を有している。また、スライダ８２は、軌道台１に対して前記延在方向に沿って移動可能とされている。【００６０】
スライダ８２は、前記延在方向に直交する断面が略Ｃ字状をなす外ケーシング部材８８と、この外ケーシング部材８８の内側に配され、前記断面が略Ｃ字状をなすスライダ本体８３とを有している。また、スライダ本体８３の外周面には、複数の凸球面を備えた内ケーシング部材８６が該スライダ本体８３に一体に形成されている。【００６１】
詳しくは、スライダ本体８３の外周面において、前記延在方向に直交する水平方向の外側を向く部分には、側方内ケーシング部材１５が夫々形成されており、これらの側方内ケーシング部材１５の外面が第３凸球面２０とされている。尚、これらの第３凸球面２０の水平方向の外側を向く頂部同士の間の距離は、外ケーシング部材８８の下端開口縁部において、水平方向の内側を向く内壁面同士の間の距離よりも僅かに小さく設定されている。【００６２】
また、スライダ本体８３の外周面において、前記延在方向に直交する鉛直方向の上方を向く部分には、略円盤状をなす上方内ケーシング部材８４が形成されている。上方内ケーシング部材８４は、スライダ本体８３の上面から膨出又は突出するように形成されており、球体の一部を切り欠いたような形状とされている。また、上方内ケーシング部材８４の外面が、第１凸球面（凸球面）８７とされている。第１凸球面８７は、実質的にその中心を中心点Ｐに設定している。また、図示の例では、第１凸球面８７の半径Ｄ８１は、第３凸球面２０の半径Ｄ３よりも小さい値に設定されている。【００６３】
このように、内ケーシング部材８６は、上方内ケーシング部材８４及び側方内ケーシング部材１５からなり、内ケーシング部材８６には、第１凸球面８７及び第３凸球面２０を備えた凸球面部９１が形成されている。【００６４】
また、外ケーシング部材８８には、前記延在方向に直交する向きに該外ケーシング部材８８を貫通する複数のネジ孔が形成されている。詳しくは、外ケーシング部材８８には、前記延在方向に直交する水平方向に沿って該外ケーシング部材８８を貫通し、その内周面に雌ネジ加工が施されたネジ孔８８Ａの対と、前記延在方向に直交する鉛直方向に沿って該外ケーシング部材８８を貫通し、その内周面に雌ネジ加工が施されたネジ孔８８Ｂとが形成されている。【００６５】
また、ネジ孔８８Ａにおいて、スライド本体８３側に開口する部分は、側方内ケーシング部材１５の第３凸球面２０に対応して夫々配置されている。また、ネジ孔８８Ｂにおいて、スライド本体８３側に開口する部分は、上方内ケーシング部材８４の第１凸球面８７に対応して配置されている。【００６６】
また、外ケーシング部材８８のネジ孔８８Ａ，８８Ｂには、凹球面部９６がねじ作用で嵌め合わされている。すなわち、ネジ孔８８Ａには、円柱状をなし、その外周面に雄ネジ加工が施されたプラグ９６Ａがねじ作用により夫々嵌め合わされ、ネジ孔８８Ｂには、円柱状をなし、その外周面に雄ネジ加工が施されたプラグ９６Ｂがねじ作用により嵌め合わされて、これらのプラグ９６Ａ，９６Ｂが、凹球面部９６とされている。また、これらのプラグ９６Ａ，９６Ｂは、ネジ孔８８Ａ，８８Ｂに着脱可能とされている。【００６７】
これらのプラグ９６Ａは、その第３凸球面２０側を向く面が夫々第３凹球面（凹球面）９８Ａとされている。第３凹球面９８Ａは、中心点Ｐを実質的にその中心に設定し、第３凸球面２０の半径Ｄ３と略同一の半径を有している。また、第３凹球面９８Ａと第３凸球面２０とは当接しており、球面方向に沿って相対的に摺動可能とされている。【００６８】
詳しくは、プラグ９６Ａにおいて水平方向の内側を向く面には凹部９７Ａが形成されており、凹部９７Ａには、例えば、フッ素樹脂等からなる摺動材９８が夫々収容されている。そして、この摺動材９８の第３凸球面２０側を向く面が、前記第３凹球面９８Ａとされている。【００６９】
また、プラグ９６Ａにおいて水平方向の外側を向く面には、工具等の先端を挿入し該プラグ９６Ａをネジ孔８８Ａに対して締めこんだり緩めたりするための工具穴９７Ｃが夫々形成されている。すなわち、工具穴９７Ｃに工具等を差し入れた状態で、プラグ９６Ａをその軸周りに回転させることで、該プラグ９６Ａの第３凹球面９８Ａが、側方内ケーシング部材１５の第３凸球面２０に対して進退可能とされている。【００７０】
また、プラグ９６Ｂは、その第１凸球面８７側を向く面が第１凹球面（凹球面）９９Ｂとされている。第１凹球面９９Ｂは、中心点Ｐを実質的にその中心に設定し、第１凸球面８７の半径Ｄ８１と略同一の半径を有している。また、第１凹球面９９Ｂと第１凸球面８７とは当接しており、球面方向に沿って相対的に摺動可能とされている。【００７１】
詳しくは、プラグ９６Ｂにおいて鉛直方向の下方を向く面には凹部９７Ｂが形成されており、凹部９７Ｂには、例えば、フッ素樹脂等からなる摺動材９９が収容されている。そして、この摺動材９９の第１凸球面８７側を向く面が、前記第１凹球面９９Ｂとされている。【００７２】
また、プラグ９６Ｂにおいて鉛直方向の上方を向く面には、工具等の先端を挿入し該プラグ９６Ｂをネジ孔８８Ｂに対して締めこんだり緩めたりするための工具穴９７Ｄが形成されている。すなわち、工具穴９７Ｄに工具等を差し入れた状態で、プラグ９６Ｂをその軸周りに回転させることで、該プラグ９６Ｂの第１凹球面９９Ｂが、上方内ケーシング部材８４の第１凸球面８７に対して進退可能とされている。【００７３】
このように、凹球面部９６のプラグ９６Ａ，９６Ｂが、凸球面部９１の第３凸球面２０、第１凸球面８７に向けて、夫々進退可能とされている。
また、内ケーシング部材８６の凸球面部９１と外ケーシング部材８８の凹球面部９６とを備え中心点Ｐを実質的に中心とした球面軸受機構が形成されている。【００７４】
以上説明したように、第４の実施形態の直動ガイド８０によれば、外ケーシング部材８８の凹球面部９６が、内ケーシング部材８６の凸球面部９１に向けて進退可能とされているので、凹球面部９６と凸球面部９１の相対位置を調整でき、球面軸受機構をより精度よく作動させることができる。従って、直動ガイド８０に作用するモーメント荷重を確実に除去することができ、該直動ガイド８０の運動が安定して行われる。【００７５】
また、凹球面部９６のプラグ９６Ａ，９６Ｂが、外ケーシング部材８８のネジ孔８８Ａ，８８Ｂに夫々ねじ作用で嵌め合わされているので、ねじを緩めたり締めたりすることで、前述した凹球面部９６の凸球面部９１に対する進退が簡便に精度よく行える。【００７６】
また、特に、側方内ケーシング部材１５に対してプラグ９６Ａを水平方向の内側へ向けて締めこむことができるので、この直動ガイド８０は、荷重に対する剛性が確保されている。【００７７】
また、プラグ９６Ａ，９６Ｂが、ネジ孔８８Ａ，８８Ｂに着脱可能とされているので、スライダ８２の組み立てが比較的容易に行える。すなわち、組み立ての際、まず、プラグ９６Ａ，９６Ｂを取り外した状態の外ケーシング部材８８を用意し、該外ケーシング部材８８を上方からスライダ本体８３に被せた後、プラグ９６Ａ，９６Ｂをネジ孔８８Ａ，８８Ｂにねじ込めばよい。尚、プラグ９６Ｂは、外ケーシング部材８８に装着したまま組み立てても構わない。このように、プラグ９６Ａ，９６Ｂを外ケーシング部材８８に装着することで、前記球面軸受機構が簡便に精度よく形成できる。【００７８】
尚、プラグ９６Ａ，９６Ｂを外ケーシング部材８８に取り付け、前述の進退を調整した状態で、これらのプラグ９６Ａ，９６Ｂが外ケーシング部材８８に対して進退しないように固定することとしてもよい。すなわち、例えば、プラグ９６Ａ，９６Ｂの回り止めとして、接着剤やピン止め機構等を用い、プラグ９６Ａ，９６Ｂの前述の進退を規制することとしてもよく、この場合、プラグ９６Ａ，９６Ｂとネジ孔８８Ａ，８８Ｂとのねじ作用による嵌合の状態が安定し変動がなくなることから、前記球面軸受機構が長期に亘り安定して精度よく作動する。【００７９】
また、本実施形態では、外ケーシング部材８８が、前述のように断面略Ｃ字状をなし、スライダ本体８３の外側を覆うように、一体に形成されていることから、外ケーシング部材８８の剛性が充分に確保されている。詳しくは、この外ケーシング部材８８は、前述の実施形態のように、上方外ケーシング部材５及び一対の側方外ケーシング部材６を含む複数部材で形成されているのではなく、単一部材で形成されているので、製造が比較的容易であるとともに、機械的強度が充分に確保されている。【００８０】
次に、本発明の第５の実施形態の運動装置について説明する。
図６は本発明の第５の実施形態の運動装置としての直動ガイドの概略構成を示す断面図である。
尚、前述の第１〜第４の実施形態において説明したものと同一部材については同一符号を付し、その説明を省略する。【００８１】
図６に示すように、第５の実施形態の運動装置としての直動ガイド１００は、軌道台１の上方（図６における上方側）に配置されたスライダ（移動体）１０２を有している。また、スライダ１０２は、軌道台１に対して前記延在方向に沿って移動可能とされている。【００８２】
スライダ１０２は、前記延在方向に直交する断面が略Ｃ字状をなす外ケーシング部材１０８と、この外ケーシング部材１０８の内側に配され、前記断面が略Ｃ字状をなすスライダ本体１０３とを有している。また、スライダ本体１０３の外周面には、複数の凸球面を備えた内ケーシング部材１０６が該スライダ本体１０３に一体に形成されている。【００８３】
詳しくは、スライダ本体１０３の外周面において、前記延在方向に直交する水平方向の外側を向く部分には、側方内ケーシング部材１５が夫々形成されており、これらの側方内ケーシング部材１５の外面が第３凸球面２０とされている。【００８４】
また、スライダ本体１０３の外周面において、前記延在方向に直交する鉛直方向の上方を向く部分には、略円盤状をなす上方内ケーシング部材８４が形成され、この上方内ケーシング部材８４の外面が、第１凸球面８７とされている。【００８５】
また、スライダ本体１０３の外周面において、前記延在方向に直交する鉛直方向の下方を向く部分、詳しくは、図６に示すスライダ本体１０３の下端開口縁部には、半円盤状をなす下方内ケーシング部材１０４が夫々形成されている。これらの下方内ケーシング部材１０４は、前記下端開口縁部から下方へ向けて膨出又は突出するように夫々形成されている。【００８６】
また、これらの下方内ケーシング部材１０４の外面には、第５凸球面（凸球面）１０７が形成されている。第５凸球面１０７は、実質的にその中心を中心点Ｐに設定している。また、図示の例では、第５凸球面１０７の半径Ｄ１０１は、第３凸球面２０の半径Ｄ３よりも小さい値に設定されている。【００８７】
このように、内ケーシング部材１０６は、上方内ケーシング部材８４、側方内ケーシング部材１５及び下方内ケーシング部材１０４からなり、内ケーシング部材１０６には、第１凸球面８７、第３凸球面２０及び第５凸球面１０７を備えた凸球面部１１１が形成されている。【００８８】
また、凸球面部１１１の第１、第３、第５凸球面８７、２０、１０７は、中心点Ｐ周り（図示の例では、前記延在方向に直交する断面における中心点Ｐ周り）の周方向に沿って、互いに間隔を開けて配置されている。詳しくは、凸球面部１１１は、軌道台１を挟むように水平方向に沿って背向配置された第３凸球面２０の対と、軌道台１を挟むように鉛直方向に沿って背向配置された第１凸球面８７及び第５凸球面１０７からなる対と、を有している。すなわち、図示の例では、第３凸球面２０の対において凸球面同士が背向配置される方向と、第１凸球面８７及び第５凸球面１０７からなる対において凸球面同士が背向配置される方向とが、直交するように設定されている。【００８９】
また、外ケーシング部材１０８は、上方外ケーシング部材１１５、側方外ケーシング部材１１６及び下方外ケーシング部材１１７からなる。
上方外ケーシング部材１１５は、略矩形板状をなし、スライダ本体１０３の上方に配置されている。また、上方外ケーシング部材１１５の下面において、前記延在方向に直交する水平方向の両端部には、前記延在方向に沿って延びる突条１１５Ａが夫々形成されている。【００９０】
また、側方外ケーシング部材１１６は、略矩形板状をなし、上方外ケーシング部材１１５の下面における両端部に夫々垂設されている。詳しくは、側方外ケーシング部材１１６の水平方向の内側を向く内壁面における上端部が、突条１１５Ａにおいて水平方向の外側を向く外壁面に当接された状態で、上方外ケーシング部材１１５と側方外ケーシング部材１１６とがボルト１１６Ａにより連結されている。【００９１】
また、下方外ケーシング部材１１７は、略矩形板状をなし、側方外ケーシング部材１１６の下端部に夫々配設されている。詳しくは、下方外ケーシング部材１１７の上面における水平方向の外側の端部が、側方外ケーシング部材１１６の下端面に当接された状態で、下方外ケーシング部材１１７と側方外ケーシング部材１１６とがボルト１１７Ａにより連結されている。【００９２】
また、上方外ケーシング部材１１５の上面には、前記目的部材を取り付けるためのネジ穴１１５Ｂが複数形成されている。また、上方外ケーシング部材１１５の下面には、第１凹球面（凹球面）１１２Ａが形成されている。第１凹球面１１２Ａは、第１凸球面８７に対応して配置され、中心点Ｐを実質的にその中心に設定し、第１凸球面８７の半径Ｄ８１と略同一の半径を有している。また、第１凹球面１１２Ａと第１凸球面８７とは当接しており、球面方向に沿って相対的に摺動可能とされている。【００９３】
詳しくは、上方外ケーシング部材１１５の下面において、上方内ケーシング部材８４に対応する部分には、凹部１１５Ｃが形成されており、凹部１１５Ｃには、例えば、フッ素樹脂等からなる摺動材１１２が収容されている。そして、この摺動材１１２の第１凸球面８７側を向く面が、前記第１凹球面１１２Ａとされている。【００９４】
また、側方外ケーシング部材１１６において、水平方向の内側を向く内壁面には、第３凹球面（凹球面）１１３Ａが夫々形成されている。これらの第３凹球面１１３Ａは、第３凸球面２０に対応して夫々配置され、中心点Ｐを実質的にその中心に設定し、第３凸球面２０の半径Ｄ３と略同一の半径を有している。また、第３凹球面１１３Ａと第３凸球面２０とは当接しており、球面方向に沿って相対的に摺動可能とされている。【００９５】
詳しくは、これらの側方外ケーシング部材１１６の前記内壁面において、側方内ケーシング部材１５に対応する部分には、凹部１１６Ｂが夫々形成されており、これらの凹部１１６Ｂには、例えば、フッ素樹脂等からなる摺動材１１３が夫々収容されている。そして、この摺動材１１３の第３凸球面２０側を向く面が、前記第３凹球面１１３Ａとされている。【００９６】
また、下方外ケーシング部材１１７の上面における水平方向の内側の端部には、第５凹球面（凹球面）１１４Ａが夫々形成されている。これらの第５凹球面１１４Ａは、第５凸球面１０７に対応して夫々配置され、中心点Ｐを実質的にその中心に設定し、第５凸球面１０７の半径Ｄ１０１と略同一の半径を有している。また、第５凹球面１１４Ａと第５凸球面１０７とは当接しており、球面方向に沿って相対的に摺動可能とされている。【００９７】
詳しくは、これらの下方外ケーシング部材１１７の上面において、下方内ケーシング部材１０４に対応する部分、すなわち前記内側の端部には、凹部１１７Ｂが夫々形成されており、凹部１１７Ｂには、例えば、フッ素樹脂等からなる摺動材１１４が夫々収容されている。そして、この摺動材１１４の第５凸球面１０７側を向く面が、前記第５凹球面１１４Ａとされている。【００９８】
このように、外ケーシング部材１０８には、第１凹球面１１２Ａ、第３凹球面１１３Ａ及び第５凹球面１１４Ａを備えた凹球面部１１８が形成されている。また、凹球面部１１８の第１、第３、第５凹球面１１２Ａ，１１３Ａ，１１４Ａが、第１、第３、第５凸球面８７，２０，１０７に夫々対向配置されている。【００９９】
以上説明したように、第５の実施形態の直動ガイド１００によれば、軌道台１を挟むように背向配置された凸球面の対が２組設けられ、これらの凸球面に対して、実質的に中心を同じくする複数の凹球面が夫々対向配置されて、球面軸受機構を構成している。従って、この球面軸受機構は、スライダ１０２に作用する複数方向からの荷重を許容するように構成されており、直動ガイド１００の剛性が高められている。詳しくは、この直動ガイド１００は、水平方向の左右から、及び、鉛直方向の上下からの外力に対する剛性が大幅に高められている。【０１００】
特に、この直動ガイド１００では、スライダ１０２に作用する外力のうち、前記鉛直方向の下方から上方へ向けた外力、つまりスライダ１０２に作用する荷重のうち鉛直方向の下方から上方へ向く言うなれば逆ラジアル荷重に対して、機械的強度が大幅に高められている。【０１０１】
尚、本発明は前述した第１〜第５の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、第１〜第５の実施形態では、運動装置として直動ガイド又はボールねじを用いて説明したが、これに限定されるものではなく、スライダが軌道台の延在方向に相対的に平行移動するボールスプラインやボールブッシュにも本発明を適用することができる。また、それ以外の種々の運動装置に用いることとしても構わない。【０１０２】
また、負荷転動体転走路の設置される数量又は形状は、本実施形態に限定されるものではない。
また、負荷転動体転走路は、無限循環路の一部を形成していることとして説明したが、これに限られるものではなく、例えばボールの循環しない所謂有限形式の循環路の一部であっても構わない。
また、転動体としてボールを用いて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば略円柱状のローラ、コロ等それ以外の転動体であってもよい。【０１０３】
また、軌道台１，３１や軌道軸６１は直線状に延在して配設されるものに限定されるものではなく、曲線状に延在して配設されるものであっても構わない。【０１０４】
また、本実施形態では、凸球面部の複数の凸球面と凹球面部の複数の凹球面とを対向配置して複合的な球面軸受構造を形成していることとして説明したが、これに限らず、例えば凸球面と凹球面との組合せが一対のみであっても構わない。また或いは、２対以上の組合せであっても、本実施形態で説明した構成に限定されるものではなく、例えば組合せの対が５対以上に設定されていても構わない。【０１０５】
また、球面軸受機構の摺接する面同士の少なくとも一方に潤滑膜又は摺動材が設けられることとして説明したが、それ以外のグリース等の潤滑剤を用いて摺動させる構成であっても構わない。また、潤滑膜や摺動材が設けられていなくとも構わない。【０１０６】
また、スライダにおいて、外ケーシング部材がスライダ本体に対して中心点Ｐ周りに回転し、スライダ本体と外ケーシング部材とが互いに接触することが考えられる場合は、これらのスライダ本体と外ケーシング部材との間に、ゴム等の緩衝材を設けることとしても構わない。【０１０７】
また、第４の実施形態では、プラグ９６Ａ，９６Ｂが、外ケーシング部材８８にねじ作用で嵌め合わされていることにより、凹球面部９６が凸球面部９１に向けて進退可能とされていることとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、ねじ作用による嵌合以外の手法を用いて、プラグ９６Ａ，９６Ｂが外ケーシング部材８８に嵌め入れられ、凹球面部９６が凸球面部９１に向けて進退するように構成されていても構わない。【０１０８】
また、第５の実施形態では、凸球面部１１１は、水平方向に沿って背向配置された第３凸球面２０の対と、鉛直方向に沿って背向配置された第１凸球面８７及び第５凸球面１０７からなる対と、を有することとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、第３凸球面２０の対と、第１凸球面８７及び第５凸球面１０７からなる対とは、水平方向や鉛直方向に沿って夫々背向配置されていなくとも構わない。
また、第３凸球面２０の対において凸球面同士が背向配置される方向と、第１凸球面８７及び第５凸球面１０７からなる対において凸球面同士が背向配置される方向とが、直交するように設定されていることとしたが、直交に限定されるものではない。【０１０９】
その他、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、前述の実施形態において説明した種々の構成要素を互いに置き換えることは適宜可能であり、また、上記した変形例を適宜組み合わせても構わない。
【実施例】
【０１１０】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。ただし本発明はこの実施例に限定されるものではない。【０１１１】
[実施例１]
まず、実施例１として、軌道台１を一対用意し、図７（ａ）に示すように、これらの軌道台１を、水平な基台上に互いに平行に設置した。尚、軌道台１間のピッチは、２６０ｍｍに設定した。また、夫々の軌道台１に、直動ガイド１０（３０，８０，１００）のスライダ２（３２，８２，１０２）を、前記延在方向に間隔を開けて２つ配設した。尚、前記延在方向に並ぶスライダ間のピッチは、３５２ｍｍに設定した。また、軌道台１の対のうち、一方の軌道台１Ａの底面における端部に、シムＳ１を設けた。尚、シムＳ１の厚さは０．２ｍｍに設定した。【０１１２】
また、このように配置された４つのスライダの外ケーシング部材８（５８，８８，１０８）の上面に、矩形板状のテーブルＴをボルト等を用いて固定し、このテーブルＴが、軌道台１に対して前記延在方向に沿って移動するように構成した。また、テーブルＴの前述の移動のストロークは、４００ｍｍに設定した。尚、テーブルＴには、厚さが９０ｍｍに形成された剛性の高いものを用いた。【０１１３】
次いで、図７（ａ）に示す位置に配置されたテーブルＴを、前記延在方向に沿ってシムＳ１側へ向けて１０ｍｍ／Ｓで押し、ロードセルを用いて、その転がり抵抗を測定した。結果を、図８（ａ）のグラフＥ１として示す。【０１１４】
[実施例２]
また、実施例２として、前記シムＳ１の代わりに、一方の軌道台１Ａの側面における端部に、シムＳ２を設けた。尚、シムＳ２の厚さは、０．１ｍｍに設定した。それ以外は、実施例１と同様の条件で測定を行った。結果を、図８（ｂ）のグラフＥ２として示す。【０１１５】
[比較例１]
また、比較例１として、球面軸受機構を有していない公知の直動ガイドを用いた。それ以外は、実施例１と同様の条件で測定を行った。結果を、図８（ａ）のグラフＣ１として示す。【０１１６】
[比較例２]
また、比較例２として、球面軸受機構を有していない公知の直動ガイドを用いた以外は、実施例２と同様の条件で測定を行った。結果を、図８（ｂ）のグラフＣ２として示す。【０１１７】
図８（ａ）、（ｂ）に示されるように、実施例１，２においては、テーブルＴの転がり抵抗が全体に安定しており、特に、テーブルＴがシムＳ１，Ｓ２付近に達した際の転がり抵抗が確実に抑制されていることがわかった。すなわち、直動ガイド１０（３０，８０，１００）の球面軸受機構によりモーメント荷重が確実に除去されていることが確認された。
一方、比較例１，２においては、テーブルＴの転がり抵抗が大きく変動し、特に、テーブルＴがシムＳ１，Ｓ２付近に達した際の転がり抵抗が顕著に増大していることがわかった。
【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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【国際調査報告】
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