(57)【要約】【課題】ボール間で倒れて横になった場合に容易に起き上がることができる形状の保持ピースを得る。【解決手段】保持ピース１をなす略円柱体を、円柱１１の全外周面に、断面が円弧状の突起１２を一体化した形状とする。この突起１２の円弧１２ａの曲率半径を、円弧１２ａの法線Ｈを円柱１１の軸線Ｚ側に向けて引いたときに、この法線Ｈが軸線Ｚに交わる前に円柱１１の軸方向二等分線Ｘと交わるように設定する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直動装置の転動体同士の間に配置され、略円柱体の２つの底面に前記転動体の転動面を受ける凹面を有する形状の保持ピースの設計方法において、
前記略円柱体は、円柱の外周面に円弧状断面の突起が一体化された形状であり、この突起をなす円弧の曲率半径を、当該円弧の法線を前記円柱の軸線側に向けて引いたときに前記軸線に交わる前に前記円柱の軸方向二等分線と交わるように設定することを特徴とする保持ピースの設計方法。
【請求項２】
直動装置の転動体同士の間に配置され、略円柱体の２つの底面に前記転動体の転動面を受ける凹面を有する形状の保持ピースにおいて、
前記略円柱体は、円柱の外周面に円弧状断面の突起が一体化された形状であり、
前記円柱の軸線側に向けて引いた前記突起をなす円弧の法線が、前記軸線に交わる前に前記円柱の軸方向二等分線と交わることを特徴とする保持ピース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、直動装置（ボールねじやリニアガイド等）の保持ピースに関する。
【背景技術】
【０００２】
ボールねじ（リニアガイド）は、ねじ軸（案内レール）およびナット（スライダ）に設けた両ボール溝で構成される軌道を、転動体であるボールが負荷状態で転動することで、ナット（スライダ）がねじ軸（案内レール）に沿って直線移動する装置である。また、前記軌道の終点から始点へボールを移動させる循環部を有し、この循環部と前記軌道によりボール循環経路が構成されている。
【０００３】
このようなボールねじやリニアガイドでは、転動体であるボールとボールの間に保持ピース（「セパレータ」とも称される。）を配置することで、ボール同士の競り合いをなくし、作動性と耐久性を向上させることが行われている。この保持ピースの従来例を、図６を用いて説明する。
図６（ａ）はこの保持ピースの正面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。これらの図に示すように、この保持ピース１０は略円柱状であって、円柱の２つの底面にボール２を受ける凹面３が形成されている。また、この保持ピース１０には、円柱の中心軸に沿った貫通穴４が設けてある。この貫通穴４は、油溜まりとして機能する。また、保持ピースは、通常、プラスチック材料等の弾性変形し易い材料で形成されている。
【０００４】
下記の特許文献１には、図７に示すように、ボール２を受ける凹面３を、複数の円錐面３１，３２とすることで、潤滑剤の保持性を高めることが開示されている。この例では、円錐面３１，３２の軸線Ｚに対する傾斜角を、外縁側の円錐面３２の方が内側の傾斜角より小さくしている（θ2 ≦θ1 ）。
これらの保持ピース１０，１０Ａの外周面は、丸み１０３の部分を除いてフラットに形成されている。
【特許文献１】特開２００２−１５６１０１８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述の図６および図７に記載の保持ピースは、直動装置のボール循環経路に組み込む際や直動装置の駆動中に、ボール間で保持ピースが倒れて横になると、両側からボールに押されて起き上がることが困難になるという問題点がある。
本発明は、このような問題点に着目してなされてものであり、その課題は、ボール間で倒れて横になった場合に容易に起き上がることができる形状の保持ピースを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は直動装置の転動体同士の間に配置され、略円柱体の２つの底面に前記転動体の転動面を受ける凹面を有する形状の保持ピースの設計方法において、前記略円柱体は、円柱の外周面に円弧状断面の突起が一体化された形状であり、この突起をなす円弧の曲率半径を、当該円弧の法線を前記円柱の軸線側に向けて引いたときに前記軸線に交わる前に前記円柱の軸方向二等分線と交わるように設定することを特徴とする保持ピースの設計方法を提供する。
【０００７】
なお、前記法線は、前記円柱の軸方向二等分線に重なる線とこれに平行な線を含まない。また、前記突起の断面は、一つの円弧からなる断面であってもよいし、複数の円弧からなる断面であってもよいし、円弧と直線が連結された形状の断面であってもよい。
本発明の設計方法によれば、直動装置の転動体同士の間に配置され、略円柱体の２つの底面に前記転動体の転動面を受ける凹面を有する形状の保持ピースにおいて、前記略円柱体は、円柱の外周面に円弧状断面の突起が一体化された形状であり、前記円柱の軸線側に向けて引いた前記突起をなす円弧の法線が、前記軸線に交わる前に前記円柱の軸方向二等分線と交わることを特徴とする保持ピースが得られる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の保持ピースの設計方法によれば、ボール間で倒れて横になった場合に容易に起き上がることができる形状の保持ピースが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の第一実施形態に相当する保持ピースを示す部分断面側面図である。
保持ピース１は略円柱体からなり、円柱の２つの底面にボール２を受ける凹面３が形成されている。この凹面３は、内側円錐面３１と外縁側円錐面３２からなる二円錐形状となっている。これら円錐面３１，３２の軸線Ｚに対する傾斜角を、外縁側の円錐面３２の方が内側の傾斜角より小さくしている（θ2 ≦θ1 ）。また、この保持ピース１には、円柱１１の中心軸に沿った貫通穴４が設けてある。
【００１０】
保持ピース１をなす略円柱体は、円柱１１の全外周面に断面が円弧状の突起１２を一体化した形状である。この突起１２の円弧１２ａの曲率半径（円弧１２ａの中心点Ｏ1 と接点Ｓとの距離）が、円弧１２ａの法線Ｈを円柱１１の軸線Ｚ側に向けて引いたときに、この法線Ｈが軸線Ｚに交わる前に円柱１１の軸方向二等分線Ｘと交わるように設定されている。
【００１１】
図２は、この実施形態の保持ピース１が、反時計周りに回転して両側のボール２によって押されている状態を示す。この状態で保持ピース１には、前述の法線Ｈに沿って両側のボール２から保持ピース１に向かう力ＦH が生じる。これらの力ＦH によって、保持ピース１の回転方向と同じ向きのモーメントＭが生じるため、保持ピース１はこの状態から容易に起き上がることができる。
【００１２】
図３は、本発明の第二実施形態に相当する保持ピースを示す部分断面側面図である。第一実施形態は突起の断面が一つの円弧からなる例であるが、この第二実施形態は、突起の断面が円弧と直線が連結された形状の例である。
保持ピース１Ａは略円柱体からなり、円柱の２つの底面にボール２を受ける凹面３が形成されている。この凹面３は、内側円錐面３１と外縁側円錐面３２からなる二円錐形状となっている。これら円錐面３１，３２の軸線Ｚに対する傾斜角を、外縁側の円錐面３２の方が内側の傾斜角より小さくしている（θ2 ≦θ1 ）。また、この保持ピース１Ａには、円柱１１の中心軸に沿った貫通穴４が設けてある。
【００１３】
保持ピース１Ａをなす略円柱体は、円柱１１の全外周面に突起を一体化した形状である。この突起は、軸線Ｚ方向両端の断面円弧状部分１３と、軸線Ｚ方向中央の断面フラット部分１４とからなる。断面円弧状部分１３の円弧１３ａの曲率半径（円弧１３ａの中心点Ｏ2 と接点Ｓとの距離）が、円弧１３ａの法線Ｈを円柱１１の軸線Ｚ側に向けて引いたときに、この法線Ｈが軸線Ｚに交わる前に円柱１１の軸方向二等分線Ｘと交わるように設定されている。
第二実施形態の保持ピース１Ａも第一実施形態の保持ピース１と同様に、ボール２から保持ピース１Ａに付与される法線Ｈに沿った力ＦH に伴って生じるモーメントＭの向きが、回転方向と同じになるため、図２の状態から容易に起き上がることができる。
【００１４】
図４に示す保持ピース１０Ｂは、球体の互いに反対側となる二つの側部が除去されて、この除去された部分が凹面３０となっている形状であり、円Ｂに沿った面（球面）を円柱１１の外周凸面としている。すなわち、この保持ピース１０Ｂをなす略円柱体は、円柱１１の全外周面に断面円弧状の突起１２０を一体化した形状であり、その円弧１２０ａの曲率半径（円弧１２０ａの中心点Ｏ3 と接点Ｓとの距離、すなわち円Ｂの半径）が、円弧１２０ａの法線Ｈを円柱１１の軸線Ｚ側に向けて引いたときに、この法線Ｈが軸線Ｚに交わった後で円柱１１の軸方向二等分線Ｘと交わるように設定されている。よって、この保持ピース１０Ｂは本発明の比較例に相当する。
【００１５】
図５は、この実施形態の保持ピース１０Ｂが、反時計周りに回転して両側のボール２によって押されている状態を示す。この状態で保持ピース１０Ｂには、前述の法線Ｈに沿って両側のボール２から保持ピース１０Ｂに向かう力ＦH が生じる。これらの力ＦH によって、保持ピース１０Ｂの回転方向と反対向きのモーメントＭが生じるため、保持ピース１０Ｂはこの状態から起き上がることが困難になる。
【実施例】
【００１６】
図１の形状の保持ピース１（実施例１）、図３の形状の保持ピース１Ａ（実施例２）、図４の形状の保持ピース１０Ｂ（比較例１）、図７の形状の保持ピース１０Ａ（比較例２）を、それぞれ所定数ずつ、下記の寸法で、全て同じ材料で作製した。使用した材料は６６ナイロンである。
図１の保持ピース１の寸法は、厚さ（軸線Ｚ方向の寸法）：１．９０ｍｍ、円柱１１部分の半径（ｒ1 ）：２．４５ｍｍ、突起１２部分の最大半径（ｒ2 ）：２．９５ｍｍ、円錐面３１，３２の境界半径（ｒ3 ）：２．１８ｍｍ、円錐面３１の傾斜角（θ1 ）：６７．５°、円錐面３２の傾斜角（θ2 ）：４５°、突起１２の円弧１２ａの曲率半径：１．３０６ｍｍである。
【００１７】
図３の保持ピース１Ａの寸法は、厚さ（軸線Ｚ方向の寸法）：２．３ｍｍ、円柱１１部分の半径（ｒ1 ）：２．４５ｍｍ、突起の断面円弧１３部分の最大半径（ｒ2 ）：２．９５ｍｍ、突起の断面フラット部分１４の幅（Ｗ）：０．４ｍｍ、円錐面３１，３２の境界半径（ｒ3 ）：２．１８ｍｍ、円錐面３１の傾斜角（θ1 ）：６７．５°、円錐面３２の傾斜角（θ2 ）：４５°、突起１３の円弧１３ａの曲率半径：１．３０６ｍｍである。
【００１８】
図４の形状の保持ピース１０Ｂの寸法は、厚さ（軸線Ｚ方向の寸法）：１．９ｍｍ、円柱１１部分の半径（ｒ1 ）：２．８５ｍｍ、突起１２０部分の最大半径（ｒ2 ）：２．９５ｍｍ、凹面３の開口半径（ｒ4 ）：２．３５ｍｍ、突起１２０の円弧１２０ａの曲率半径：４．４５ｍｍである。
図７の形状の保持ピース１０Ａの寸法は、厚さ（軸線Ｚ方向の寸法）：２．２５ｍｍ、外周面の半径（ｒ5 ）：２．９５ｍｍ、円錐面３１，３２の境界半径（ｒ3 ）：２．４５ｍｍ、円錐面３１の傾斜角（θ1 ）：６７．５°、円錐面３２の傾斜角（θ2 ）：４５°である。
【００１９】
実施例１では、図１の形状の保持ピース１と、直径７．９３７５ｍｍのボール２を、交互に内径８．５ｍｍのチューブ内に入れた。その際に、チューブを横にして、保持ピース１は倒した状態で入れた。この状態でチューブを立てて、ボールを鉛直方向に沿わせる試験を行ったところ、チューブ内に入れた全ての保持ピース１が起き上がって、凹面３にボール２が保持される状態となった。
【００２０】
実施例２では、図３の形状の保持ピース１Ａと、直径７．９３７５ｍｍのボール２を、交互に内径８．５ｍｍのチューブ内に入れた。その際に、チューブを横にして、保持ピース１Ａは倒した状態で入れた。この状態でチューブを立てて、ボールを鉛直方向に沿わせる試験を行ったところ、チューブ内に入れた全ての保持ピース１Ａが起き上がって、凹面３にボール２が保持される状態となった。
【００２１】
実施例３では、図４の形状の保持ピース１０Ｂと、直径７．９３７５ｍｍのボール２を、交互に内径８．５ｍｍのチューブ内に入れた。その際に、チューブを横にして、保持ピース１０Ｂは倒した状態で入れた。この状態でチューブを立てて、ボールを鉛直方向に沿わせる試験を行ったところ、チューブ内に入れた保持ピース１０Ｂの一部が起き上がって、凹面３０にボール２が保持される状態となったが、起き上がらない保持ピース１０Ｂもあった。
【００２２】
実施例４では、図７の形状の保持ピース１０Ａと、直径７．９３７５ｍｍのボール２を、交互に内径８．５ｍｍのチューブ内に入れた。その際に、チューブを横にして、保持ピース１０Ａは倒した状態で入れた。この状態でチューブを立てて、ボールを鉛直方向に沿わせる試験を行ったところ、チューブ内に入れた保持ピース１０Ａの一部が起き上がって、凹面３にボール２が保持される状態となったが、起き上がらない保持ピース１０Ａもあった。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第一実施形態に相当する保持ピースを示す部分断面側面図である。
【図２】本発明の保持ピースの動きを説明する図である。
【図３】本発明の第二実施形態に相当する保持ピースを示す部分断面側面図である。
【図４】本発明の比較例に相当する保持ピースを示す側面図である。
【図５】比較例の保持ピースの動きを説明する図である。
【図６】従来の一般的な保持ピースを示す正面図（ａ）と、（ａ）のＣ−Ｃ線断面図（ｂ）である。
【図７】本発明の比較例に相当する保持ピースを示す断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  保持ピース
１Ａ  保持ピース
１０  保持ピース
１０Ａ  保持ピース
１０Ｂ  保持ピース
１１  円柱
１２  円弧状の突起
１２ａ  突起の円弧の曲率半径
２  ボール
３  凹面
３０  凹面
３１  内側円錐面
３２  外縁側円錐面
４  貫通穴
Ｈ  円弧の法線
Ｘ  円柱の軸方向二等分線
Ｚ  軸線
【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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