【事件の表示】
　特許第２６４９７４３号「直線運動案内装置及びその組立て方法」の請求項１ないし１８に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結論】
　訂正を認める。
　特許第２６４９７４３号の請求項１５ないし１６、１８に係る特許を維持する。
【理由】
１．手続の経緯
　本件特許第２６４９７４３号発明は、平成６年３月３０日に出願され、平成９年５月１６日に設定登録がなされ、その後、特許異議申立人（以下、異議申立人という）・加藤雅夫より特許異議の申立てがなされ、取消理由通知がなされ、その指定期間内である平成１０年９月１４日に訂正請求がなされ、訂正拒絶理由通知がなされ、その指定期間内である平成１１年４月１２日に手続補正がなされ、訂正拒絶理由通知を兼用する取消理由通知がなされ、その指定期間内である平成１１年８月９日に更に手続補正がなされたものである。
２．訂正の適否についての判断
（１）訂正請求書に対する手続補正の適否
　平成１１年８月９日の手続補正における補正事項は、訂正明細書の特許請求の範囲第１〜４項、第７項、第９〜１４項及び第１７項を削除したものである。
　したがって、この補正は、訂正請求書の要旨を変更するものではなく、特許法第１２０条の４第３項で準用する同法第１３１条第２項の規定に適合する。
（２）訂正の内容
　訂正請求書における訂正の内容は、訂正事項ａとして特許請求の範囲の請求項１〜請求項１４及び請求項１７を削除し、更に訂正事項ｆのように、発明の詳細な説明の欄を訂正するものである。
（３）訂正の目的の適否、新規事項の有無及び特許請求の範囲の拡張又は変更の存否
　上記訂正請求における訂正事項ａは、特許請求の範囲の減縮に該当し、新規事項の追加に該当せず、実質的に特許請求の範囲を拡張又は変更するものではない。
　同じく訂正事項ｆは誤記の訂正に該当する。　また、上記訂正事項ｆは、新規事項の追加に該当せず、実質的に特許請求の範囲を拡張又は変更するものではない。
（４）独立特許要件の判断
　訂正明細書の請求項１５、１６及び１８に係る発明は、訂正明細書及び図面の記載からみて、その特許請求の範囲第１５、１６及び１８項に記載された次のとおりのものである。
　【請求項１５】上面に第１ボール転動溝と、左右両側面に第２ボール転動溝を備えた第１部材を形成する工程と、
　第１部材に対して所定数の条列のボールを介して滑動自在に組み立てられる第２部材であって、前記第１部材の第１ボール転動溝に対して溝中心の対応位置関係が同一若しくは偏位させて設けられる第３ボール転動溝と、前記第１部材の第２ボール転動溝に対して溝中心の対応位置関係が同一若しくは偏位させて設けられる第４ボール転動溝と、を備えた第２部材を複数種類形成する工程と、
　各方向の荷重、モーメント荷重にそれぞれ適する接触角を有するように前記第１部材と複数種類の第２部材との組み合わせを選択する工程と、を備えてなる直線運動案内装置の組立て方法。
　【請求項１６】幅方向に第１のピッチだけ離れた一対の第１ボール転動溝と、該第１のボール転動溝に対し高さ方向に第２のピッチだけ離れた一対の第２ボール転動溝を備えた第１部材を形成する工程と、
　前記第１部材に対して４条列のボールを介して滑動可能に組立てられる第２部材であって、幅方向に前記第１のピッチと異なる第３のピッチだけ離れた一対の第３ボール転動溝と、該第３ボール転動溝に対し高さ方向に前記第２のピッチと異なる第４のピッチだけ離れた一対の第４ボール転動溝を備えた第２部材を複数種類形成する工程と、
　各方向の荷重、モーメント荷重にそれぞれ適する接触角を有するように前記第１と第３のピッチ及び前記第２と第４のピッチの組み合わせを選択する工程と、を備えてなる直線運動案内装置の組立て方法。
　【請求項１８】ボール転動溝の深さをボール径のほぼ１／４〜１／２とした請求項１５に記載の直線運動案内装置の組立て方法。
　これに対して、取消理由通知で引用した刊行物１・特開昭６０−１５５０１２号公報には、直線運動軸受について、「第７図乃至第１２図はこの発明に係る転動体循環形式の直線運動軸受の一例を示すものである。この図面において（１２）は長尺な断面矩形状の軌道台で、上面に２列及び両側面に各一列のボール（１３）が転送する断面円弧状の転送みぞ（１４ａ）（１４ｂ）（１４ｃ）（１４ｄ）を長手方向に形成している。（１５）は第７図、第１１図及び第１２図に示すように前記軌道台（１２）上に跨架した断面コ字形状の摺動体で、軌道台（１２）の上面に相対する内周上面に、当該軌道台（１２）の転送みぞ（１４ａ）（１４ｂ）に夫々対応させて断面円弧状の転送みぞ（１６ａ）（１６ｂ）を長手方向に形成していると共に、軌道台（１２）の両側面に相対する内周両側面に、当該軌道台（１２）の転送みぞ（１４ｃ）（１４ｄ）との間で第１２図に示すようにボール（１３）が略３０°の接触角（α）をもって接触支持されるように夫々断面円弧状の転送みぞ（１６ｃ）（１６ｄ）を長手方向に形成し、」（第２頁右下欄１９行〜第３頁左上欄１７行）と記載されており、同じく刊行物２・特開昭５９−５４８１４号公報には「ベアリングと軌道台の相対向する両側面にボール径より僅かに大きな曲率半径を有する軸方向に直角の断面が凹状の軌道面を軸方向にそれぞれ一対ずつ形成し、ベアリングと軌道台の上下軌道面の曲率中心間の距離に差をもたせた、直動作動用ボールベアリング。」（特許請求の範囲第１項）について記載されており、
同じく刊行物３・特開昭６２−１４１３０８号公報には「上面２列のボールの接触角を９０度、両側面４列のボールの接触角を４５度に設定し・・・特許請求の範囲第１項に記載の直線運動用軸受。」（特許請求の範囲第３項）について記載されており、
同じく刊行物４・特開昭５７−３３２１７号公報には「リニアベリングユニット」について記載されている。
　そこで、訂正明細書の請求項１５、１６及び１８に係る発明と刊行物１〜４に記載された発明とを比較すると、刊行物１〜４には、訂正明細書の請求項１５及び１８に係る発明の
「第１部材に対して所定数の条列のボールを介して滑動自在に組み立てられる第２部材であって、前記第１部材の第１ボール転動溝に対して溝中心の対応位置関係が同一若しくは偏位させて設けられる第３ボール転動溝と、前記第１部材の第２ボール転動溝に対して溝中心の対応位置関係が同一若しくは偏位させて設けられる第４ボール転動溝と、を備えた第２部材を複数種類形成する工程と、
　各方向の荷重、モーメント荷重にそれぞれ適する接触角を有するように前記第１部材と複数種類の第２部材との組み合わせを選択する工程と、を備えてなる直線運動案内装置の組立て方法。」について要約すれば「予め第２部材を複数種類形成する工程と、各方向の荷重、モーメント荷重にそれぞれ適する接触角を有するように第１部材と複数種類の第２部材との組み合わせを選択する工程と、を備えてなる直線運動案内装置の組立て方法。」について記載も示唆もされておらず、また、訂正明細書の請求項１６に係る発明の「前記第１部材に対して４条列のボールを介して滑動可能に組立てられる第２部材であって、幅方向に前記第１のピッチと異なる第３のピッチだけ離れた一対の第３ボール転動溝と、該第３ボール転動溝に対し高さ方向に前記第２のピッチと異なる第４のピッチだけ離れた一対の第４ボール転動溝を備えた第２部材を複数種類形成する工程と、
　各方向の荷重、モーメント荷重にそれぞれ適する接触角を有するように前記第１と第３のピッチ及び前記第２と第４のピッチの組み合わせを選択する工程と、を備えてなる直線運動案内装置の組立て方法。」について要約すれば「予め第２部材を複数種類形成する工程と、各方向の荷重、モーメント荷重にそれぞれ適する接触角を有するように第１部材と第２部材のピッチの組み合わせを選択する工程と、を備えてなる直線運動案内装置の組立て方法。」についても記載も示唆もされていない。
　訂正明細書の請求項１５、１６及び１８に係る発明は上記各構成を備えることにより、「本発明では、原材料となる摺動台材、軌道台材（訂正明細書の「摺動台材」は誤記）は共通のものを使用することができ、また、ボール転動溝の形成にあたって、・・・ボール転動溝間ピッチを荷重条件に合わせて変えるだけで種々の直線運動案内装置が得られるから、生産性が飛躍的に向上する。」（訂正明細書第２７頁７〜１１行）という格別の効果を奏するものである。
　してみると、訂正明細書の請求項１５、１６及び１８に係る発明は、刊行物１〜４に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるとはいえない。
　よって、訂正明細書の請求項１５、１６及び１８に係る発明は、特許出願の際独立して特許を受けることができない発明とすることはできない。
（５）むすび
　以上のとおりであるから、上記訂正請求は、特許法第１２０条の４第２項及び同条第３項で準用する同法第１２６条第２〜４項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
３．特許異議の申立てについて
（１）異議申立人の主張
　異議申立人は、証拠方法として、甲第１号証（機械設計、１９８５年８月号、株式会社　日刊工業新聞社発行、表紙、第３２頁〜第３６頁及び奥付並びに甲第１号証を考慮して作成した参考図面）、甲第２号証（刊行物１）、甲第３号証（刊行物２）、甲第４号証（刊行物３）及び甲第５号証（刊行物４）を提示して、
▲１▼本件請求項１に係る発明は、甲第１号証に記載されている直線運動案内装置についての基本的な事実を考慮すると、その直線運動案内装置が本来備えている所期の目的を達成できず、直線運動案内装置として特許法第２９条柱書きの発明を構成していないか、或いは、当業者がその実施をすることができる程度に明確にかつ十分に記載されておらず、その明細書の記載が不備であるので、特許法第３６条第４項又は第６項の規定を満たしていない。（以下、「理由▲１▼」という。）
▲２▼本件請求項１〜１８に係る発明は、甲第２号証に記載された発明であるから、特許法第２９条第１項第３号に該当するか、又は甲第２号証〜甲第５号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第２９条第１項第３号又は特許法第２９条第２項の規定に違反して特許をうけたものである。（以下「理由▲２▼」という。）
　したがって、その特許は取り消されるべきである旨主張している。
（２）当審の判断
理由▲１▼について
　異議申立人は、詳しい理由として、甲第１号証の第３４頁の図４及びその説明に開示されているように、直線運動案内装置では、軌道台の下面Ａと摺動台の上面Ｃとの間の寸法Ｈが規定されている。本件請求項１に係る発明の場合、ボール転動溝の溝中心を偏位させれば、参考図面のように直線運動案内装置で規定している摺動台の上面即ち取付面が偏位してしまうため、例えば切削加工が必要になり、同一の直線運動案内装置を構成できないことになる旨主張している。
　しかしながら、上記偏位は極僅かの量であり無視することもでき、仮に異議申立人が主張するように寸法の規定が厳密に必要ならばシム等で対応することも可能であるから、本件請求項１に係る発明は、直線運動案内装置として特許法第２９条柱書きの発明を構成していないとも特許法第３６条第４項又は第６項の規定を満たしていないとも共にいえない。
理由▲２▼について
　独立特許要件の判断において述べたのと同様な理由で、本件請求項１５、１６及び１８に係る発明は、甲第２号証に記載された発明であるとも又甲第２〜５号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるともいえない。
３）むすび
　したがって、特許異議申立ての理由および証拠方法によっては、本件特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１１年１０月１４日（１９９９．１０．１４）
【訂正の要旨】
訂正の要旨
ａ．請求項１〜請求項１４及び請求項１７を「特許請求の範囲の減縮」を目的として削除する。
ｆ．以下の特許明細書の記載を「誤記の訂正」を目的として訂正する。
　　特許公報第３頁第６欄第２５行の「図５」を「図２５」と、
　　同第４頁第７欄第１４行の「図６」を「図２６」と、
　　同第４頁第７欄第４９行の「図７」を「図２７」と、
　　同第７頁第１４欄第１６行の「軌道第１１」を「軌道台１１」と、
　　同第１０頁第２０欄第３１行の「たけ離す」を「だけ離す」と、
　　それぞれ訂正する。
（５４）【発明の名称】
直線運動案内装置及びその組立て方法
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１５】上面に第１ボール転動溝と、左右両側面に第２ボール転動溝を備えた第１部材を形成する工程と、
　第１部材に対して所定数の条列のボールを介して滑動自在に組み立てられる第２部材であって、前記第１部材の第１ボール転動溝に対して溝中心の対応位置関係が同一若しくは偏位させて設けられる第３ボール転動溝と、前記第１部材の第２ボール転動溝に対して溝中心の対応位置関係が同一若しくは偏位させて設けられる第４ボール転動溝と、を備えた第２部材を複数種類形成する行程と、
　各方向の荷重、モーメント荷重にそれぞれ適する接触角を有するように前記第１部材と複数種類の第２部材との組み合わせを選択する工程と、を備えてなる直線運動案内装置の組立て方法。
　【請求項１６】幅方向に第１のピッチだけ離れた一対の第１ボール転動溝と、
　該第１ボール転動溝に対し高さ方向に第２のピッチだけ離れた一対の第２ボール転動溝を備えた第１部材を形成する工程と、
　前記第１部材に対し４条列のボールを介して滑動可能に組立てられる第２部材であって、幅方向に前記第１のピッチと異なる第３のピッチだけ離れた一対の第３ボール転動溝と、該第３ボール転動溝に対し高さ方向に前記第２のピッチと異なる第４のピッチだけ離れた一対の第４ボール転動溝を備えた第２部材を複数種類形成する工程と、
　各方向の荷重、モーメント荷重にそれぞれ適する接触角を有するように前記第１と第３のピッチ及び前記第２と第４のピッチの組み合わせを選択する工程と、を備えてなる直線運動案内装置の組立て方法。
　【請求項１８】ボール転動溝の深さをボール径のほぼ１／４〜１／２とした請求項１５に記載の直線運動案内装置の組立て方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
　この発明は、例えば工作機械や工業用ロボット等の直線案内部に用いられる直線運動案内装置に関するものである。
　特に、各種機械の直線運動部の多様化にともない、「直線運動部にはあらゆる方向の荷重、すなわち、ラジアル方向荷重、水平方向荷重、逆ラジアル方向荷重、モーメント荷重が作用するが、その荷重が加わる大きさ、方向に対して原材料となる軌道台材、摺動台材を共通化して、なおかつ、最大の寿命、剛性、許容荷重が得られるよう負荷荷重方向に適応した接触角を有するようにした」直線運動案内装置及びその組立て方法に関する。
背景技術
−第１従来例−
　この種の直線運動案内装置として、例えば、実開平３−１９９７１０号に記載のものがある。
　図２３に示されているように、この直線運動案内装置３０は、断面四角形の軌道台３１と、この軌道台３１を受け入れる断面四角形状の凹所３２ｃを有する摺動台３２と、そして、４条列の無限循環するボール３３とを含んで構成されている。
　軌道台３１の上面には２条のボール転動溝３１ａが形成されており、各側面には１条のボール転動溝３１ｂが形成されている。摺動台３２の凹所３２ｃには、軌道台３１の２条のボール転動溝３１ａ及び各１条のボール転動溝３１ｂに対向して、２条のボール転動溝３２ａと各１条のボール転動溝３２ｂが形成されている。対向するボール転動溝３１ａ，３２ａは、ボールよりも僅かに大きい円弧形状の浅い溝であり、対向するボール転動溝３１ａ，３２ａは、ゴシックアーク形状の溝である。
　なお、保持器３４，３５は、軌道台３１から摺動台３２を抜いた時、ボール３３が脱落するのを防止するために設けられたものである。
　この直線運動案内装置３０における接触角は、上側２条のボール列においてほぼ垂直方向を向き、そして、下側２条のボール列は、２つの円弧を組み合わせた形状のボール転動溝に斜め上方及び下方の４個所でほぼ均等に当接する（以下、「完全４点接触」と称する）。このように、直線運動案内装置３０は、上方からの荷重は２条のサーキュラアーク形状のボール転動溝３１ａ，３２ａで支持し、横方向からの荷重はゴシックアーク形状のボール転動溝３１ｂ，３２ｂにおける完全４点接触により支持するため、上方からの荷重に対しても横方向からの荷重に対しても優れた荷重支持能力を有する。
−第２従来例−
　一方、実公昭６３−２４２５８号には、他の種類の直線運動案内装置４０が開示されている。
　図２４に示されているように、この直線運動案内装置４０は、断面四角形の軌道台４１と、この軌道台４１を受け入れる断面四角形状の凹所４２ｃを有する摺動台４２と、そして、４条列の無限循環するボール４３とを含んで構成されている。
　軌道台４１の各側面には、それぞれ、２条のボール転動溝４１ａが形成されており、摺動台４２の凹所４２ｃには、軌道台４１のボール転動溝４１ａに対向して、合計４条のボール転動溝４２ａが形成されている。これら対向するボール転動溝４１ａ，４２ａは、ゴシックアーク形状の溝であり、それぞれのボール列における接触角は水平に対しほぼ４５度となっている。
　なお、この直線運動案内装置４０では、軌道台４１の各側面に形成された２条のボール転動溝４１ａ，４１ａの間隔Ａを摺動台４２の対応する２条のボール転動溝４２ａ，４２ａの間隔Ｂより大きくしたり、小さくしたりすることにより、軌道台４１の各側面の各ボール列における接触角の交点が、軌道台４１の外側で交差する（以下、「ＤＢ構造」と称する）ようにしたり、軌道台４１の内側で交差する（以下、「ＤＦ構造」と称する）ようにしている。
　いずれにしても、この直線運動案内装置４０では、それに加わる垂直荷重が小さい場合は片側１列合計２列のボール列により荷重を支え、垂直荷重が大きい場合は片側２列合計４列のボール列により荷重を支える。このように、高荷重負荷時において荷重を支えるボール列の数が増えることにより、各ボール転動溝の荷重負担が軽減され、これにより、直線運動案内装置４０の寿命が長くなる。
−第３従来例−
　また、軌道台の上面側に２条のボール列を、軌道台の左右側面にそれぞれ２条ずつのボール列を設け、計６条のボール列を設けた直線運動案内装置として、例えば、特開昭６２−１４１３０８号公報に記載のものがある。
　図５に示されているように、この直線運動案内装置１００は、軌道台１０１と、軌道台１０１を受け入れる凹所１０２ｄを有し軌道台１０１に沿って直線案内される摺動台１０２と、摺動台１０２と軌道台１０１の間に転動自在に介在される６条列の無限循環するボール１０３とから構成されている。
　軌道台１０１は、上面に２条で一組のボール転動溝１０１ａが形成されているとともに各側面に２条で一組のボール転動溝１０１ｂ，１０１ｃが形成されている。一方、摺動台１０２の凹所１０２ｄの上面及び各側面に軌道台１０１のボール転動溝１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃに対応するボール転動溝１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃが形成されている。
　そして、軌道台１０１から摺動台１０２を抜いた時、ボール１０３が脱落するのを防止するために、上面に形成される２条のボール列１０４及び各側面に形成される２条のボール列１０５、１０６にそれぞれ保持器１０７、１０８が設けられている。
　この直線運動案内装置１００におけるボール４の接触角は、上面に形成される２条のボール列１０４において、軌道台１０１のボール転動溝１０１ａのボール１０３の接触線の水平線を基準とした角度、接触角αを９０に設定し、そして、各側面に形成された２条のボール列１０５、１０６において、上段のボール転動溝１０１ｂと下段のボール転動溝１０１ｃのボール１０３の接触線の水平線を基準とした角度、接触角βを軌道台１０１の内側に向かって上方と下方に傾く４５度に設定し、両接触線の交点を軌道台１０１の外側に位置するようにしている。
　このように構成された直線運動案内装置１００は、摺動台１０２に対し上方から作用する縦方向の荷重は、上面の２条のボール列１０４と各側面の下段の２条のボール列１０６の合計４条のボール列１０４、１０６により支持される。
　また左右から作用する横方向の荷重は、荷重の方向によっていずれか一方の側面の上下２条のボール列１０５、１０６によって支持され、さらに下方から作用する縦方向、いわゆる浮き上がり方向の荷重は、各側面の上段の２条のボール列１０５によって支持されるものである。
−第４従来例−
　また、特開昭６４−５３６２１号公報には、６条のボール列を有する他の種類の直線運動案内装置２００が開示されている。
　図６に示されているように、この直線運動案内装置２００は、軌道台２０１と、軌道台２０１を受け入れる凹所２０２ｄを有し軌道台２０１に沿って直線案内される摺動台２０２と、摺動台２０２と軌道台２０１の間に転動自在に介在される６条列の無限循環するボール２０３とから構成されている。
　軌道台２０１の各側面には３条のボール転動溝２０１ａが形成されている。摺動台２０２の凹所２０２ａには、軌道台２０１の３条のボール転動溝２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃに対応する３条のボール転動溝２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃが形成されている。
　そして、軌道台２０１から摺動台２０２を抜いた時、ボール２０３が脱落するのを防止するために、各側面に形成される３条のボール列２０４、２０５、２０６にそれぞれ保持器２０７が設けられている。
　この直線運動案内装置２００におけるボール２０３の接触角は、各側面の３条のボール列２０４、２０５、２０６において、上段及び中段については軌道台２０１の内側に向かって下方に傾き、下段については軌道台２０１の内側に向かって上方に傾きそれぞれほぼ４５度に設定し、上中下段の接触角における接触線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の交点０１及び０２を軌道台２０１の内側に位置するようにしている。
　このように構成された直線運動案内装置２００は、上段と中段のボール列２０４、２０５のボール２０３の接触線Ｌ１、Ｌ２が、共に軌道台２０１の内側に向かって斜め下方に伸びているので、摺動台２０２に対し上方から作用するラジアル荷重を上段及び中断のボール列２０４，２０５で受け、浮き上がり方向の逆ラジアル荷重については下段のボール列２０６で受けることになる。したがって、逆ラジアル荷重よりもラジアル荷重に対する剛性が高い。ここで、剛性とは摺動台と軌道台間に作用する荷重に対して変形しにくく、がたつかない性能のことをいうものであり、この従来例の場合には、各ボールによってにラジアル方向の荷重Ｆに対する剛性を大きくして重荷重の負荷能力を増大させたものである。
−第５従来例−
　また、特開昭６４−５３６２２号公報には、上記直線運動案内装置２００において、図７に示されているように、中段のボール列２０５のボール２０３を４点接触とし、接触角線Ｌ２１，Ｌ２２が軌道台２０１の内側に向かって下方及び上方にほぼ４５度で交差するような接触構造とした直線運動案内装置２００’が開示されている。
　このように構成された直線運動案内装置２００’は、上段のボール列２０４によってラジアル荷重Ｆを支持し、下段のボール列２０６によって逆ラジアル荷重ｆを支持している。
　一方、中段のボール列２０５は４点接触なので、ラジアル荷重と逆ラジアル荷重の両方向の荷重を負荷する構成となっている。
　ところで、上記した第１乃至第５従来例の直線運動案内装置では、上下左右の四方向からの荷重に対し種々の比率の荷重支持能力が必要であったり、ある荷重以上ではボールに差動滑りを起こさせて振動の減衰を行わせたり、あるいは、高速運転用の軽い動きをさせたりと、各方向の荷重に対し種々の性能が要求されている。
　しかるに、上述した直線運動案内装置は、この種の直線運動案内装置で要求される種々の態様の１つにのみ適応するタイプのものであり、これら各種の機能要求には、対応できない。
　従来は、その用途に応じて、軌道台と摺動台の形状及びボールの条数、接触角を選択し、要求される性能に合致するように直線運動案内装置を設計し、製造、供給していた。製造メーカーが、顧客の要求に対しこのような対応をすると、直線運動案内装置の種類も多くなり、量産性に欠け、生産性が悪い欠点があった。
　本発明は、かかる従来技術の課題に鑑みてなされたもので、軌道台と摺動台のボール転動溝間ピッチを荷重条件に合わせて変化させ最適の接触角をもつボール転動溝を形成することにより各方向の荷重に適応した性能を有する直線運動案内装置及びその組立て方法を提供することを目的とする。
発明の開示
　本発明は、軌道台と、該軌道台を受け入れる凹所を有し前記軌道台に沿って直線案内される摺動台と、該摺動台と前記軌道台の間に転動自在に介在されるボールとを具備し、
　前記軌道台は、上面に少なくとも１条のボール転動溝を備えているとともに両側面にそれぞれ少なくとも１条のボール転動溝とを備え、
　前記摺動台の凹所の上面及び両側面に前記軌道台の上面及び両側面のボール転動溝に対応するボール転動溝を備えてなる直線運動案内装置において、
　前記軌道台又は摺動台のうち、いずれか一方の上面及び両側面のボール転動溝を、相互に対応する軌道台又は摺動台のボール転動溝に対して溝中心の対応位置関係を同一若しくは偏位させ、前記した溝中心の対応位置関係が同一若しくは偏位している軌道台又は摺動台を相手側の軌道台又は摺動台に任意の組み合せでもって装着してなることを特徴とする。
　軌道台上面には２条のボール転動溝を備えると共に軌道台左右側面にはそれぞれ１条のボール転動溝を備えていることを特徴とする。
　軌道台上面には２条で一組のボール転動溝を備えているとともに両側面に２条で一組のボール転動溝とを備えていることを特徴とする。
　軌道台の断面が四角形状であり、前記軌道台上面の２条のボール転動溝間の距離及び該上面と各側面に形成されたボール転動溝間の距離を、前記摺動台の対応するそれぞれのボール転動溝間の距離に対して変更することにより、軌道台と摺動台の対応するボール転動溝の溝中心を対応位置関係を同一若しくは偏位させていることを特徴とする。
　ボール転動溝の深さをボール接触角を自由に選択できる程度の深さとしたことを特徴とする。
　ボール転動溝の深さをボール径のほぼ１／４〜１／２のとしたことを特徴とする。
　軌道台の上面に形成されたボール転動溝及びそれに対向する前記摺動台の転動溝はボールよりも僅かに大きい円弧形状をなし、そして、前記軌道台の各側面に形成された少なくともボール転動溝及びそれに対向する前記摺動台のボール転動溝は２つの円弧を組み合わせた形状をなすことを特徴とする。
　軌道台の上面に形成されたボール転動溝及びそれに対向する前記摺動台の転動溝、並びに、前記軌道台の各側面に形成されたボール転動溝及びそれに対向する前記摺動台のボール転動溝は共にボールよりも僅かに大きい円弧形状をなすことを特徴とする。
　軌道台の上面に形成されたボール転動溝及びそれに対向する前記摺動台のボール転動溝、並びに、前記軌道台の各側面に形成されたボール転動溝及びそれに対向する前記摺動台のボール転動溝は共に２つの円弧を組み合わせた形状をなすことを特徴とする。
　軌道台の上面に形成されたボール転動溝及びそれに対向する前記摺動台のボール転動溝は２っの円弧を組み合わせた形状をなし、そして、前記軌道台の各側面に形成されたボール転動溝及びそれに対向する前記摺動台のボール転動溝はボールよりも僅かに大きい円弧形状をなすことを特徴とする。
　前記軌道台及び摺動台の上面の相互に対応する２条で一組のボール転動溝間に介在されるボールの接触角を水平に対して９０度とし、前記軌道台及び摺動台の両側面の相互に対応する２条で一組のボール転動溝間に介在されるボールの接触角を、水平に対し軌道台の内側に向かって上方に傾くほぼ４５度としたことを特徴とする。
　前記軌道台及び摺動台の両側面の相互に対応する２条で一組のボールボール転動溝間に介在されるボールの接触角を水平に対しほぼ０度とし、前記軌道台及び摺動台の上面の相互に対応する２条で一組のボール転動溝間に介在されるボールの接触角を水平に対しほぼ９０度とすることを特徴とする。
　軌道台及び摺動台に形成された全てのボール転動溝はボールよりも僅かに大きい単一円弧形状をなし、この内少なくとも一つのボール転動溝の溝断面の曲率半径をボールの直径の０．５２より小さい範囲に設定したことを特徴とする。
　ボール転動溝の溝断面の曲率半径をボールの直径の０．５１程度に設定したことを特徴とする。
　また、本発明の直線運動案内装置の組立方法は、
　上面に第１ボール転動溝と、左右両側面に第２ボール転動溝を備えた第１部材を形成する工程と
　第１部材に対して所定数の条列のボールを介して滑動自在に組み立てられる第２部材であって、前記第１部材の第１ボール転動溝に対して溝中心の対応位置関係が同一若しくは偏位させて設けられる第３ボール転動溝と、前記第１部材の第２ボール転動溝に対して溝中心の対応位置関係が同一若しくは偏位させて設けられる第４ボール転動溝と、を備えた第２部材を複数種類形成する工程と、
　各方向の荷重、モーメント荷重にそれぞれ適する接触角を有するように前記第１部材と複数種類の第２部材との組み合わせを選択する工程と、
を備えてなることを特徴とする。
　また、幅方向に第１のピッチだけ離れた一対の第１ボール転動溝と、該第１ボール転動溝に対し高さ方向に第２のピッチだけ離れた一対の第２ボール転動溝を備えた第１部材を形成する工程と、
　前記第１部材に対し４条列のボールを介して滑動可能に組立てられる第２部材であって、幅方向に前記第１のピッチと異なる第３のピッチだけ離れた一対の第３ボール転動溝と、該第３ボール転動溝に対し高さ方向に前記第２のピッチと異なる第４のピッチだけ離れた一対の第４ボール転動溝を備えた第２部材を複数種類形成する工程と、
　各方向の荷重、モーメント荷重にそれぞれ適する接触角を有するように前記第１と第３のピッチ及び前記第２と第４のピッチの組み合わせを選択する工程と、を備えてなることを特徴とする。
　ボール転動溝の深さをボール接触角を自由に選択できる程度の深さとしたことを特徴とする。
　また、ボール転動溝の深さをボール径のほぼ１／４〜１／２のとしたことを特徴とする断面が四角形状の軌道台、該軌道台を受け入れる凹所を有する。
　本発明の直線運動案内装置では、ボール転動溝は、ボールよりも僅かに大きい円弧形状でも、ゴシックアーク形状でも良いが、その深さは接触角の角度変位が小さい場合のボール径のほぼ１／４から接触角の角度変位が大きい場合のボール径のほぼ１／２である。従って、ボールは、円弧状をなすボール転動溝のどこかに接触することになるため、従来、この種の直線運動案内装置で採用されてきた実質的に全ての接触角をとることができる。
　各ボール転動溝における接触角は、軌道台の上面に形成された２条のボール転動溝間のピッチ（距離）及び該ボール転動溝と各側面に形成するボール転動溝とのピッチ（距離）を、摺動台の対応するボール転動溝間のピッチ（距離）に対して種々変更することにより、任意に設定される。
　特に、ボール転動溝がボールよりも僅かに大きい円弧形状の場合、接触角は水平に対し４５度に限られず、実質的に、任意の角度をとれる。
　また、ボール転動溝が２つの円弧を組み合わせた形状の場合、所望の荷重以上となった時初めて、あるいは、初めから、ボールが各ボール転動溝に２点で接触し差動滑りを起こすようにも設定できる。
　軌道台の上側のボール転動溝と側面のボール転動溝と、それに対応する摺動台のボール転動溝の間には、ボールが介在しているので、そのボール転動溝間の隙間より若干大きいボールを介在させ予圧を付与して直線運動案内装置の剛性を上げることができる。
　また、摺動台の凹所の上部に２条の深いボール転動溝が形成されているので、摺動台の上部の肉厚が厚くとれる。このために摺動台のブロックの剛性を上げることができる。
　そして、摺動台の凹所の両内側面に、それぞれ、１条のボール転動溝が形成されているので、摺動台の側面部の長さを短くすることができ直線運動案内装置の剛性を上げられる。このために、摺動台のブロックの総高さを低くでき、軌道台の高さも、側面のボール位置を上のほうに配置できるので、直線運動案内装置全体の高さを低くで、コンパクトにすることができる。
　特に、ゴシックアーチ溝や、サーキュラーアーク溝でもボール転動溝の深さをボール径の５１％程度に設定すれば、重切削時の負荷荷重が作用すると、作動滑りが増加し、転がりと滑りが混在した運動となるので、ころがり運動が滑り運動と近くなってダンピング効果（減衰性）が向上する。したがって、工作機械等の使用した場合、重切削時においてもビビリ量を可及的に小さくでき、加工精度向上を図ることができる。特に重切削の負荷荷重が作用する上面のボール転動溝とボールの接触角を９０度としておけば効果的である。
　また、ボール転動溝の深さをボール径の５１％程度に設定すれば、通常のサーキュラーアーク溝に対してボール接触面積が大きくなり（ローラに近くなる）、上記接触角の構成と相乗的に重荷重の負荷能力が飛躍的に高くなり、しかも高剛性で安定した直線運動を得られる。
　この重切削時の運動は低速であり、多少のすべりが発生しても寿命に大きな影響はない。また、荷重に比例して作動滑りが増大するので、極めて合理的な接触構造となる。
【図面の簡単な説明】
　図１乃至図１３は本発明を４条のボール列を有する直線運動案内装置に適用したもので、図１は一実施例の一部破断斜視図である。
　図２は、図１の横断面図である。
　図３は、図１の直線運動案内装置におけるボール転動溝の位置関係を説明するための説明図である。
　図４は、直線運動案内装置が適用される工作機械の一例を示す図である。
　図５は、直線運動案内装置に作用する各種荷重の説明図である。
　図６は、本発明の第一の実施例に係る直線運動案内装置の説明図である。
　図７は、本発明の第二の実施例に係る直線運動案内装置の説明図である。
　図８は、本発明の第三の実施例に係る直線運動案内装置の説明図である。
　図９は、本発明の第四の実施例に係る直線運動案内装置の説明図である。
　図１０は、本発明の第五の実施例に係る直線運動案内装置の説明図である。
　図１１は、本発明の第六の実施例に係る直線運動案内装置の説明図である。
　図１２は、本発明の第七の実施例に係る直線運動案内装置の説明図である。
　図１３は、本発明の第八の実施例に係る直線運動案内装置の説明図である。
　図１４は、ゴシックアーチ溝の場合の差動滑りの説明図である。
　図１５は、サーキュアラーアーク溝の場合の差動滑りの説明図である。
　図１６は４条のボール列の他の接触角構造例を示す図である。
　図１７乃至図２１は本発明を６条のボール列を有する直線運動案内装置に適用したもので、図１７は第九の実施例に係る直線運動案内装置の説明図である。
　図１８は、図１７の６条のボール列を有する直線運動案内装置の基本構成を示す一部破断斜視図である。
　図１９は、本発明の第十の実施例に係る直線運動案内装置の説明図である。
　図２０は、本発明の第十一の実施例に係る直線運動案内装置の説明図である。
　図２１は、本発明の第十二の実施例に係る直線運動案内装置の説明図である。
　図２２（ａ）〜（ｃ）は、６条のボール列を有する直線運動案内装置の他の各種接触角構造例を示す図、図２２（ｄ），（ｅ）は他のボール列構成例を示す図である。
　図２３〜図２７は、従来の直線運動案内装置の各種構成例をの横断面図である。
発明を実施するための最良の形態
　以下に、図面を用いて本発明に係る直線運動案内装置について詳細に説明する。
　図１，図２は、本発明に係る直線運動案内装置の一実施例の横断面図である。
　本発明に係る直線運動案内装置１０は、概略的に、断面が四角形状の軌道台１１と、軌道台１１を受け入れる凹所１２ｃを有する摺動台１２及びそれらの間に回転可能に介在させた４条列のボール１３を含んで構成されている。
　摺動台１２は、高剛性の摺動台ブロック１４と、摺動台ブロック１４の両端面に固定される側蓋１５と、から構成されている。
　軌道台１１の上面には２条のボール転動溝１１ａが、そして、側面にそれぞれ１条の転動溝１１ｂが形成されている。一方、摺動台ブロック１４の凹所１２ｃには、軌道台１１の各転動溝１１ａ，１１ｂに対向する位置にボール転動溝１２ａ，１２ｂと、ボール逃げ穴１６が形成されている。側蓋１５には、対向する各ボール転動溝１１ａ，１２ａ及び１１ｂ，１２ｂの間の負荷域のボール通路両端とボール逃げ穴１６両端とをつなぐ方向転換路１７が設けられている。
　また、この例では、スペース的に摺動台１２に軌道台１１を抜いた際のボール１３の脱落を防止するリテーナが設けられていない。
　対向する各転動溝１１ａ，１２ａ及び１１ｂ，１２ｂは、図１５に示すような断面形状が単一の円弧からなるいわゆるサーキュラアーク形状であっても、図１４に示すような２つの円弧を組み合わせたいわゆるゴシックアーチ形状であっても良いが、その深さはボール接触角を自由に選択できる深さに設定されている。この実施例では、ボール転動溝の深さをボール径のほぼ半分近くに設定している。これにより、ボール１３は、ほぼ半円状をなすボール転動溝１１ａ，１２ａ及び１１ｂ，１２ｂのどこかに接触することになるため、従来、この種の直線運動案内装置で採用されてきた実質的に全ての接触角をとることができる。
　特に、ボール転動溝がボールよりも僅かに大きい円弧形状の場合、接触角は水平に対し４５度に限られず、実質的に、任意の角度をとれる。なお、接触角のバリエーションが小さい場合には、ボール転動溝はボール径のほぼ半分とする必要はなく、ボール径のほぼ１／４程度でも良い。
　それに対して、たとえば図２３に記載の従来の直線運動案内装置３０の上面側のボールの場合、もともと垂直方向以外の接触角を対象としていないが、たとえ、垂直以外の接触角を対象としても、ボール転動溝３１ａ，３２ａは浅いボールよりも僅かに大きい円弧形状の溝であるため、ボール転動溝に対するボールの接触点がボール転動溝の縁付近になる。従って、その縁部にて接触応力が極めて高く、転走面の破壊が発生するおそれがある。
　かかる直線運動案内装置１０において、図３に示したように、軌道台１１の上面に形成された２条のボール転動溝間のピッチ（距離）Ｂ１及び該ボール転動溝と各側面に形成するボール転動溝とのピッチ（距離）Ｂ２＋Ｂ３を、摺動台の対応するボール転動溝間のピッチ（距離）Ａ１，Ａ２，Ａ３に対して種々変更することにより、例えば、図６〜図１３に示したような種々の接触角を持つ直線運動案内装置が提供され、各方向の荷重に適応した性能を有することとなる。図６〜図１３では、図の分かり易さのために、軌道台、ボール及び接触角のみを概略的に示した。接触角の方向は図中一点鎖線で示しており、この線は対向するボール転走溝とのボール接触部間を結んだ線で、以下接触角線と称す。
　図示例はすべて、基本的には、図５に示すように摺動台１２を軌道台１１に対して上から押圧する方向のラジアル荷重ＰＲ、摺動台１２を軌道台１１から上方に浮き上がらせる方向に作用する逆ラジアル荷重ＰＬ、さらに摺動台１２に左右横方向から作用する横方向荷重ＰＴ、の４方向荷重で代表される軌道台１１の軸方向に対して直交するあらゆる方向の荷重を受けられる。また、軌道第１１の軸方向Ｚの周りのモーメントＭｃ、垂直軸Ｙ周りのモーメントＭｂ、さらに水平軸Ｘ周りのモーメントＭＡについても基本的には受けることができるが、接触角を適宜選択することで、特定の荷重作用方向に対応して各方向の剛性を相対的に変化させたものである。
　なお、図２４に図示した直線運動案内装置４０の場合も、間隔Ａを間隔Ｂより大きくしたり、小さくしたりすることによって、接触構造がＤＢ構造となったりＤＦ構造となったりするが、接触角自体はほぼ４５度のままで変化しない。従って、この直線運動案内装置４０の場合には、上下方向に対する横方向の荷重支持能力を任意に変える等、各方向の荷重に適応した性能を有するようにはできない。
　図６は本発明の第一の実施例に係る直線運動案内装置が示されている。
　この実施例では、軌道台１１の上面に形成された２条のボール転動溝１１ａ及びそれに対向する摺動台１２のボール転動溝１２ａ、並びに、軌道台１１の各側面に形成された１条のボール転動溝１１ｂ及びそれに対向する摺動台１２のボール転動溝１２ｂは、ボール径のほぼ半分近くの深さを有する単一円弧形状のサーキュラアーク形状とされている。
　上側のボール列における接触角はほぼ垂直方向を向いており、下側のボール列における接触角線は、水平に対しそれぞれほぼ４５度で且つ該ボール列の位置より上方で相互に交差している。
　この直線運動案内装置は、主荷重である上からの荷重（ラジアル荷重）に対して大きな荷重支持能力をもっており、いわゆる差動滑りが少ない設計となっているため、高速運転に適している。すなわち、この場合にはボール転動溝１１ａ，１２ａ；１１ｂ，１２ｂの溝断面の曲率半径を、ボールの直径の０．５２程度と、通常の大きさに設定して差動すべりが小さい範囲に設定してある。
　また、サーキュラアーク形状のボール転動溝の曲率半径を、ボール半径にほぼ等しくなるように近付けることは、上述したボール転動溝のピッチ（距離）であるＡ１〜Ａ３とＢ１〜Ｂ３とを僅かに変えるだけで、種々の接触角の直線運動案内装置を得ることができる効果もある。
　なお、差動滑りとは、ボールがボール転動溝に対して円弧状に接触するために、円弧状のボール接触面の内側接触径と外側接触径が異なることからボールが回転する際に接触面に生じる滑りのことで、図１４に示すように、２つの円弧を組み合わせたゴシックアーチ形状のボール転動溝の場合には４点接触となり、４点接触によるボールの転走は回転における内側接触径ｄ１と外側接触径ｄ２の差が大きく、ボールが軸Ｘを中心として転がり運動を行うと内側接触点Ｃと外側接触点Ｄとの差が大きくなり、ボール外周面とボール転動溝間に大きな滑りが発生する。これにより、ボールは滑りながら転がることになり、ボール転走時のころがり抵抗が増加して、摺動台１２が軌道台１１に沿って運動する際に大きな摩擦抵抗が作用する。ここで、図中Ｅは、ボールと転動溝とが接触している領域の形状を表している。
　この点、図１５に示すように、ボール転動溝が単一円弧のサーキュラーアーク形状の場合には、ゴシックアーチ形状に比べて２点接触で接触幅ａが少ないので、一般適には差動すべりが小さくボールは良好な転がり運動をする。
　図７を参照すると、本発明の第二の実施例に係る直線運動案内装置が示されている。
　この実施例でも、軌道台１１の上面に形成された２条のボール転動溝１１ａ及びそれに対向する摺動台１２のボール転動溝１２ａ、並びに、軌道台１１の各側面に形成された１条のボール転動溝１１ｂ及びそれに対向する摺動台１２のボール転動溝１２ｂは、ボール径のほぼ半分近くの深さを有するサーキュラアーク形状とされている。
　上側のボール列における接触角はほぼ垂直方向を向いており、下側のボール列における接触角は、ほぼ水平方向を向いている。
　この直線運動案内装置は、主荷重である横からの荷重に対して大きな荷重支持能力をもっており、いわゆる差動滑りが少ない設計となっているため、高速運転に適している。
　なお、図７（ａ）の接触角の軌道台と、摺動台を組合せ、そのボール転動溝間のボールに予圧を付与すると、ボールの接触角は、図７（ｂ）に示すように互いに挾む方向に変化して、摺動台を軸方向から見て回転方向に対してボールに予圧が付与されるので、回転方向に隙間がない剛性のある直線運動案内装置が得られる。
　図８を参照すると、本発明の第三の実施例に係る直線運動案内装置が示されている。
　この実施例でも、軌道台１１の上面に形成された２条のボール転動溝１１ａ及びそれに対向する摺動台１２のボール転動溝１２ａ、並びに、軌道台１１の各側面に形成された１条のボール転動溝１１ｂ及びそれに対向する摺動台１２のボール転動溝１２ｂは、ボール径のほぼ半分近くの深さを有する単一円弧よりなるサーキュラアーク形状とされている。
　図５の実施例では、上側のボール列における接触角は、水平に対しそれぞれほぼ４５度で且つ該ボール列の位置より上方で相互に交差しており、また、下側のボール列における接触角も上側のボール列における接触角とほぼ平行な方向を向いている。
　この直線運動案内装置は、下からの荷重（逆ラジアル荷重）に対して大きな荷重支持能力を持っており、いわゆる差動滑りが少ない設計となっているため、高速運転に適している。
　なお、図８（ａ）の接触角の軌道台と、摺動台を組合せ、そのボール転動溝間のボールに予圧を付与すると、ボールの接触角は、図８（ｂ）に示すように互いに挾む方向に変化して、摺動台を軸方向から見て回転方向に対してボールに予圧が付与されるので、回転方向に隙間がない剛性のある直線運動案内装置が得られる。予圧の付与は対向するボール転動溝間の間隔とボール径よりも小さく設定しておくことによって得ることができる。すなわち、左右側面のボールに予圧を加えると、そのボールの圧縮反力によって軌道台は水平方向に縮まり方向に微小変形し、摺動台が水平方向に延びる方向に微小変形するために、接触角が変化する。
　図９を参照すると、本発明の第四の実施例に係る直線運動案内装置が示されている。
　この実施例では、軌道台１１の上面に形成された２条のボール転動溝１１ａ及びそれに対向する摺動台１２のボール転動溝１２ａ，並びに、軌道台１１の各側面に形成された１条のボール転動溝１１ｂ及びそれに対向する摺動台１２のボール転動溝１２ｂは、ボール径のほぼ半分近くの深さを有するサーキュラアーク形状とされている。
　図９の実施例では、上側のボール列における接触角は、水平に対しそれぞれ内方向に傾斜して且つ該ボール転動溝より下方で相互に交差しており、また、下側のボール列における接触角は、水平に対しそれぞれ上方向に傾斜して且つ該ボール転動溝より上方で相互に交差している。
　この直線運動案内装置は、全ての方向の荷重、すなわち、ラジアル荷重ＰＲ、水平方向の横荷重ＰＴ、下からの逆ラジアル荷重ＰＬに対して大きな荷重支持能力をもっており、いわゆる差動滑りが少ない設計となっているため、高速運転に適している。
　図１０を参照すると、本発明の第五の実施例に係る直線運動案内装置が示されている。
　この実施例では、軌道台１１の上面に形成された２条のボール転動溝１１ａ及びそれに対向する摺動台１２のボール転動溝１２ａは、ボール径のほぼ半分近くの深さを有する断面単一円弧形状のサーキュラアーク溝とされており、また、軌道台１１の各側面に形成された１条のボール転動溝１１ｂ及びそれに対向する摺動台１２のボール転動溝１２ｂは、ボール径のほぼ半分近くの深さを有する２つの円弧を組み合わせた形状とされている。
　図１０の実施例では、図８の実施例と同様に、上側のボール列における接触角は、水平に対しそれぞれほぼ４５度で且つ該ボール列の位置より上方で相互に交差しており、また、下側のボール列における接触角も上側のボール列における接触角とほぼ平行な方向を向いている。
　この直線運動案内装置は、主荷重である下からの荷重（逆ラジアル荷重）に対して大きな荷重支持能力をもっており、いわゆる差動滑りが少ない設計となっているため、高速運転に適している。
　図１１を参照すると、本発明の第六の実施例に係る直線運動案内装置が示されている。
　この実施例でも、軌道台１１の上面に形成された２条のボール転動溝１１ａ及びそれに対向する摺動台１２のボール転動溝１２ａは、ボール径のほぼ半分近くの深さを有するサーキュラアーク形状とされており、また、軌道台１１の各側面に形成された１条のボール転動溝１１ｂ及びそれに対向する摺動台１２のボール転動溝１２ｂは、ボール径のほぼ半分近くの深さを有するゴシックアーク形状とされている。
　図１１の実施例では、図６の実施例と同様に、上側のボール列における接触角はほぼ垂直方向を向いており、下側のボール列における接触角は、水平に対しそれぞれほぼ４５度で且つ該ボール列の位置より上方で相互に交差している。
　この直線運動案内装置は、主荷重である上からの荷重（ラジアル荷重）に対して大きな荷重支持能力をもっている。この直線運動案内装置に大きなラジアル荷重がかかると、図１１（ｂ）のように、下側のボール列において４点接触をするようになる。
　これにより、いわゆる差動滑りを発生して、たとえば図４に示すような工作機械の工作物Ｗの工具Ｔ０による切削等の際に生じる機械振動を減衰させ、工作物Ｗの切削仕上げ荒さの向上と寸法精度の向上が図れる。また、直線運動案内装置１０を駆動するボールねじ機構Ｓ、その駆動源であるモータＭに対してダンパ又は緩衝手段となる。図４は工作物Ｗを搬送するトップテーブルＴの運動案内部に本発明のような直線運動案内装置１０を用いた例である。
　図１２を参照すると、本発明の第七の実施例に係る直線運動案内装置が示されている。
　この実施例では、軌道台１１の上面に形成された２条のボール転動溝１１ａ及びそれに対向する摺動台１２のボール転動溝１２ａは、ボール径のほぼ半分近くの深さを有するゴシックアーク形状とされており、また、軌道台１１の各側面に形成された１条のボール転動溝１１ｂ及びそれに対向する摺動台１２のボール転動溝１２ｂは、ボール径のほぼ半分近くの深さを有するサーキュラアーク形状とされている。
　図１２の実施例では、上側のボール列における接触角は、水平に対しそれぞれほぼ４５度で且つ該ボール列の位置より上方で相互に交差しており、また、下側のボール列における接触角は、ほぼ水平方向を向いている。この直線運動案内装置に大きな水平方向荷重がかかると、図１２（ｂ）のように、軌道台の上面の一方のボール列において４点接触をするようになる。これにより、いわゆる差動滑りを発生して、工作機械の工作物の切削によって生じる機械振動を減衰させ、工作物の切削仕上げ荒さの向上と寸法精度の向上が図れると共に、直線運動案内装置を駆動するボールねじ機械、その駆動源であるモータに対してダンパ又は緩衝手段となる。
　図１３を参照すると、本発明の第八の実施例に係わる直線運動案内装置が示されている。
　この実施例では、軌道台１１の上面に形成された２条のボール転動溝１１ａ及びそれに対向する摺動台１２のボール転動溝１２ａ、並びに、軌道台１１の各側面に形成された１条のボール転動溝１１ｂ及びそれに対向する摺動台１２のボール転動溝１２ｂは、共にボール径のほぼ半分近くの深さを有するゴシックアーク形状とされている。
　図１３の実施例では、摺動台１２に大きな下向き荷重が加わった時、一対のボール転動溝１１ａ，１２ａに挟み込まれているボールは、軌道台１１及び１２に形成された対向するボール転動溝に対し合計４点で接触するようになされている。
　これにより、大きな下向き荷重を受けることができ、ＮＣ工作機械やマシニングセンタなど、比較的重切削や重研削加工が求められる工作機械に適する。
　また、ボールは、軌道台１１及び摺動台１２に形成されたボール転動溝１１ａ，１２ａに完全４点接触又は接触の仕方に偏りがある亜４点接触するため、常に、十分な摺動抵抗が得られる。この摺動抵抗は、下向きの荷重の大きさに対応して大きくなるから、切削や研削荷重を受けながら摺動台１２を移動させるボールねじ機構が、それら荷重を直接的に受けることはない。従って、ボールねじ機構が、重切削や重研削加工により、比較的早く損傷するといった従来装置の持っていた欠点がない。
　上記図１１〜図１３の例は、ボール転動溝を図１４で示されるような２つの円弧の組み合わせによって構成されるゴシックアーチ形状として、重荷重作用時に４点接触させて差動摩擦が得られるように構成しているが、図１５で示すように、単一円弧で構成されるサーキュラーアーク形状でも、溝断面の曲率半径をボールの曲率半径により近づけることによって差動すべりを大きくして摺動抵抗を増大させることができる。
　この場合、ボール転動溝の曲率半径Ｒは、ボールの直径Ｄａのほぼ０．５２より小さい範囲に設定することが好ましい。ただ、この曲率半径Ｒをあまりに小さくすると、摩擦が大きくなりすぎてころがり案内装置本来の特性である軽快な移動を損なうことになるので、０．５２〜０．５０５の範囲に設定することが好ましく、特に０．５１程度に設定するのが好適である。
　一般的に回転形ころがり軸受の場合には、ボールの転走する面のころがり摩擦の低減、特に高速回転時の発熱を防止することを目的として、ボール転動溝の溝断面の曲率半径を、ボールの直径の０．５２〜０．５４程度にしている。すなわち、ボール転動溝の曲率半径がボールの直径の０．５に近づくとボール転動溝に対するボールの接触幅が大きくなるために、接触幅の中心部と端部との間で差動すべりが大きくなり、摩擦抵抗が増大し、発熱量も増大するため、通常は０．５２程度以上に設定されている。
　また、スラストボールリベアリングの場合にも、ボール転動溝のインナーレース及びアウタレースのボール転動溝の断面曲率半径をボール直径の０．５４程度に設定している。
　直線ころがり案内装置もこの考えの延長線上にあり、ボール転動溝の溝形状として断面が単一円弧形状となるいわゆるサーキュラーアーク溝を用い、その曲率半径をボール直径の０．５２〜０．５４として摩擦抵抗の増大を可及的に小さくして用いるのが通例であり、上記した図３乃至図１１に示す例は、この範囲に設定して用いられる。
　この発想を転換し、断面単一円弧形状のボール転動溝における差動すべりを積極的に利用し、工作機械の工作物の切削によって生じる機械振動を減衰させて、図１１〜図１３のゴシックアーチ溝と同様の効果を得ることができる。
　すなわち、ボール転動溝の軸方向に対して直交する面で切断した断面形状は、図１５に示すように、単一円弧状のサーキュラーアーク形状となっており、ボールの各ボール転動溝に対するボール接触面は軸方向に対して直交する方向が長軸となる楕円形状の円弧面となる。
　このボール接触面のうち長軸に沿った各接触位置では、ボールの回転中心軸からの距離が異なるために、このボール接触面では差動すべりが生じる。すなわち、ボールがころがり運動をした場合に、ボール接触面の長軸上のある位置ですべりの無いころがり接触をし、他の位置ではすべりを伴ったころがり接触となる。
　従来はこの差動すべりを可及的に小さくして摩擦を軽減するものであったが、本発明は、この差動すべりを利用して軸方向摩擦をコントロールして要求される動剛性，減衰性を得るようにしたものである。
　すなわち、ボール転動溝の曲率半径Ｒをボールの直径Ｄの０．５１程度に設定すれば、重切削等の負荷荷重により差動すべりを増加させ、ころがりと滑りが混在した運動となり、ころがり運動が滑り運動に近くなり、ダンピング性（減衰性）が向上する。ボールと転動溝ですべりころがり現象が発生して運動が重くなり、減衰性が高まり、ダンピングに対して効果を生み、重切削時においてもビビリ量を防ぐことができる。
　また、ゴシックアーチ溝形状と異なり、ボール転動溝の深さをボール径の５１％程度に設定すれば、通常のサーキュラーアーク溝に対してボール接触面積が大きくなり（ローラに近くなる）、上記接触角の構成と相乗的に重荷重の負荷能力が飛躍的に高くなり、しかも高剛性で安定した直線運動を得られる。
　次に、上述した図６〜図１３の第一ないし第八実施例に係わる直線運動案内装置の組立て方法について説明する。
　まず、原材料となる軌道台材及び摺動台材は、例えば、引き抜き等により製造した共通のものを使用する。一方、各ボール転動溝の深さがボール径のほぼ１／４〜１／２であるサーキュラアーク溝又はゴシックアーク溝を形成できるドレッサを用意する。各ドレッサの幅方向及び高さ方向のピッチ（距離）は、どのような接触角の直線運動案内装置を得ようとするのかによって種々変更される。
　すなわち、所定の溝形状を形成できる一対の上側ドレッサを幅方向に第１のピッチ（距離）だけ離すと共に上側ドレッサに対し高さ方向に第２のピッチ（距離）だけ離した所定の溝形状を形成できる一対の下側ドレッサを用いて、断面四角形状の共通の軌道台材から軌道台１１を製造する。このようにして製造された軌道台１１は、上面に幅方向に第１のピッチ（距離）だけ離れた一対のボール転動溝１１ａ，１１ａを有すると共に各側面にボール転動溝１１ａに対し高さ方向に第２のピッチ（距離）だけ離れたボール転動溝１１ｂを有することになる。
　次に、所定の溝形状を形成できる一対の上側ドレッサを幅方向に第１のピッチとは異なる第３のピッチ（距離）たけ離すと共に上側ドレッサに対し高さ方向に第２のピッチ（距離）とは異なる第４のピッチ（距離）だけ離した所定の溝形状を形成できる一対の下側ドレッサを用いて、共通の摺動台材から摺動台１２を複数種類製造する。
　このようにして製造された摺動台１２は、四角形状の凹所１２ｃの上面に幅方向に第３のピッチ（距離）だけ離れた一対のボール転動溝１２ａ，１２ａを有すると共に各側面にボール転動溝１２ａに対し高さ方向に第４のピッチ（距離）だけ離れたボール転動溝１２ｂを有することになる。これら第３及び第４のピッチ（距離）は、それぞれ、軌道台１１の第１及び第２のピッチと異なるようにされており、その異なる程度を変更することにより、基準となる１つの軌道台１１に対しボール転動溝間のピッチ（距離）が異なる複数種類の摺動台１２が製造される。
　そして、各方向の荷重、モーメント荷重にそれぞれ適する接触角を有するように第１と第３のピッチ（距離）及び第２と第４のピッチ（距離）の組み合わせを選択し、所望の接触角及び所望の溝形状の直線運動案内装置を組立てる。
　上述した直線運動案内装置の組立て方法は、軌道台１１を基準として摺動台１２を複数種類製造したが、逆に、摺動台１２を基準として軌道台１１を複数種類製造しても良い。ボール転動溝の位置関係は、要するに軌道台側の上面及び左右側面に形成されるボール転動溝の溝中心間の位置関係と、摺動台の上面及び左右側面に形成されるボール転動溝の溝中心間の位置関係を、対応するボール転動溝の間で同一位置にするか、偏位させるように形成すればよく、加工基準面を軌道台上面以外に設定してもよい。
　図１６（ａ）〜（ｅ）は、接触角のその他の各種構成例を示している。
　図１６（ａ）は、軌道台上面の２条のボールの接触角は略９０度とし、左右のボールの接触角は軌道台中央に向かって水平線に対して所定角度下方に傾斜するような構成としたものである。この場合、側面のボールによってもラジアル荷重を受けることができるので、ラジアル剛性が高い。
　図１６（ｂ）は、軌道台の上側のボール列の接触角を、水平に対してそれぞれほぼ４５度でかつボール列の位置よりも下方で相互に交差するような構成とし、左右のボール接触角は軌道台中央に向かって水平線に対して所定角度だけ下方に傾斜するような構成としたものである。
　図１６（ｃ）は、軌道台の上側のボール列の接触角を、水平に対してそれぞれほぼ４５度でかつボール列の位置よりも上方で相互に交差するような構成とし、左右のボール接触角は軌道台中央に向かって水平線に対して所定角度だけ下方に傾斜するような構成としたものである。
　図１６（ｂ），（ｃ）は上面側のボールで横荷重も受けることができるので、ラジアル荷重と横荷重に対する剛性が高められる。
　図１６（ｄ）は、軌道台の上側のボール列の接触角を、水平に対してそれぞれほぼ４５度で同一方向に平行に傾くような構成とし、左右のボール接触角は上側のボールの接触角とは逆向きにそれぞれ水平に対して４５度の角度で平行に傾く構成としたものである。
　図１６（ｅ）は、軌道台の上側のボール列の接触角を、水平に対してそれぞれほぼ４５度で同一方向に平行に傾くような構成とし、左右のボール接触角は、上側のボールの接触角と同一方向に、それぞれ水平に対して４５度の角度で平行に傾く構成としたものである。図１６（ｄ），（ｅ）は上面側のボールの接触角を平行に傾けているので、図中右側からの横荷重を受けることができ、特に図中右からの横荷重に対する剛性が高くなる。
　その他、接触角が水平と傾斜の組み合わせタイプとすることもでき、使用部位に対応して必要とされる方向の剛性を高めた、種々の接触角構造の直線運動案内装置を提供できる。
［６条タイプ］
　図１７〜図２１は、軌道台の上面及び両側面にそれぞれ２条で一組のボール転動溝を設け、合計６条のボール転動溝を備えた６条タイプの直線運動案内装置の例を示している。
　図７〜図２１は本発明の第九〜第十二実施例に係る直線運動案内装置を示しており、まず、図７及び図８を参照しつつ本発明に係る直線運動案内装置の基本構成について説明する。
　１は直線運動案内装置全体を示し、概略、軌道台２と、軌道台２を受け入れる凹所３ｄを有し軌道台２に沿って直線案内される摺動台３と、摺動台３と軌道台２の間に転動自在に介在される６条列の無限循環するボール４とから構成されている。
　軌道台２は、断面が四角形状で長手方向に連続してなるものである。この軌道台２には、上面に長手方向に延びる２条で一組の軌道台２の長手方向に延びるボール転動溝２ａが、そして、両側面に２条で一組のボール転動溝２ｂ，２ｃが形成されている。
　摺動台３は、断面四角形状の軌道台２を受け入れる断面四角形状の凹所３ｄを有し、この凹所３ｄの上面及び両側面に軌道台２の縦方向及び横方向の荷重を受けるボール転動溝２ａ，２ｂ，２ｃに対応するボール転動溝３ａ，３ｂ，３ｃが形成されており、この摺動台３は、軌道台２が凹所３ｄに挿入されて軌道台２に跨がるように装着されている。
　摺動台３は、高剛性の摺動台ブロック５と、摺動台ブロック５の両端面に固定される側蓋６と、から構成されている。そして、摺動台ブロック５の凹所３ｄに上記したボール転動溝３ａ，３ｂ，３ｃと、ボール逃げ穴６が形成されている。側蓋６には、対向する各ボール転動溝２ａ，３ａ及び２ｂ，３ｂ；２ｃ，３ｃの間の負荷域のボール通路両端とボール逃げ穴７両端とをつなぐ方向転換路が設けられている。
　この軌道台２のボール転動溝２ａ，２ｂ，２ｃと、対応する摺動台３のボール転動溝３ａ，３ｂ，３ｃ間に、それぞれ多数のボール４が転動自在に装填され、上面に２条のボール列５、両側面に２条のボール列６，７の計６条のボール列が形成されている。
　そして、軌道台２又は摺動台３のうち、いずれか一方の両側面の２条のボール転動溝２ｂ，２ｃ（又は３ｂ，３ｃ）を、相互に対応する軌道台２又は摺動台３のボール転動溝３ｂ，３ｃ（又は２ｂ，２ｃ）に対して溝中心の対応位置関係を上下方向へ同一若しくは偏位させ、前記した溝中心の対応位置関係が上下方向へ同一若しくは偏位している軌道台２又は摺動台３を相手側の軌道台２又は摺動台３に任意の組み合せでもって装着してなるものである。
　このように、溝中心の対応位置関係が上下方向へ同一若しくは偏位している軌道台２又は摺動台３を相手側の軌道台２又は摺動台３に任意の組み合わせでもって装着することにより、両側面のボール列６，７のボール３の接触角を調整することができる。これにより、負荷に対して必要な方向の上下の縦方向及び左右の横方向の剛性を得ることができ、用途に応じた荷重負荷特性を備えた直線運動案内装置を提供できる。
　上記接触角を調整する上で、ボール転動溝を以下のようにすることが好ましい。
　すなわち、対向する各ボール転動溝２ａ，２ｂ，２ｃ及び３ａ，３ｂ，３ｃは、図１５に示したサーキュラアーク形状であっても、図１４に示したゴシックアーク形状であっても良いが、少なくとも両側面の対応する各ボール転動溝２ｂ，２ｃ及び３ｂ，３ｃの深さがボール４の径のほぼ１／２とする。これにより、両側面の２条のボール列６，７のボール４は、ほぼ半円状をなすボール転動溝２ｂ，２ｃ及び３ｂ，３ｃのどこかに接触することになるため、実質的に全ての接触角をとることができる。なお、接触角のバリエーションが小さい場合には、ボール４の径のほぼ１／４程度でも良い。
　図１７乃至図２１においては、上記構成の直線運動案内装置における溝中心の対応位置関係を上下方向へ同一若しくは偏位させ、軌道台２又は摺動台３を相手側の軌道台２又は摺動台３に任意に組み合わせて各種接触角構造をとったものである。
　図１７は、本発明の第九実施例であり、軌道台２の両側面の２条のボール転動溝２ｂ，２ｃの溝中心ＯＡを、対応する摺動台３のボール転動溝３ｂ，３ｃの溝中心ＯＢに対して溝中心の対応位置関係を上方に偏位させるか、又は、摺動台３の両側面の２条のボール転動溝３ｂ，３ｃの溝中心ＯＢを、対応する軌道台２のボール転動溝２ｂ，２ｃの溝中心ＯＡに対して溝中心の対応位置関係を下方に偏位させて、両側面の２条ボール列６，７のボール４の接触角を水平に対し軌道台２の内側に向かって上方に傾くほぼ４５度としたものである。この偏位させる方法としては、第一乃至第八実施例で説明した組立方法と同様にして設定することができる。一方、上面の２条のボール列５のボール４の接触角は、水平に対しほぼ９０度としている。
　この第九実施例の場合には、摺動台３に対し上方から作用する縦方向の荷重（ラジアル荷重）ＰＲは、上面の２条のボール列５により支持される。また左右から作用する横方向の荷重（水平方向荷重）ＰＴは、荷重の方向によっていずれか一方の側面の２条のボール列６，７によって支持される。さらに下方から作用する縦方向の荷重（逆ラジアル荷重）ＰＬは、両側面の２条の２条のボール列６，７によって支持される。
　しかも、両側面の２条のボール列６，７のボール４の接触角を水平に対し軌道台２の内側に向かって上方に傾くほぼ４５度となっているので、逆ラジアル方向と横方向の荷重を均等に受けることができる。また、基本的に左右側面一条タイプに対して横方向荷重に対する剛性が高い。
　また、ラジアル方向の荷重に対しては、上面の水平に対してほぼ９０度の接触角の２条のボール列５により支持されているので、剛性が大きくなる。
　特に、上述したように、ボール転動溝の深さボール径の５１％程度に設定すれば、通常のサーキュラーアーク溝に対してボール接触面積が大きくなり（ローラに近くなる）、上記接触角の構成と相乗的に重荷重の負荷能力が飛躍的に高くなり、しかも高剛性で安定した直線運動を得られる。
　つまり、ラジアル方向、逆ラジアル方向、水平方向（左右）の荷重が作用する場合において、最適な軌道台と摺動台の組み合わせである。
　図１９には、本発明の第十の実施例に係る直線運動案内装置を示しており、この直線運動案内装置１ａは、軌道台２又は摺動台３のうち、いずれか一方の両側面の２条のボール転動溝２ｂ，２ｃ（又は３ｂ，３ｃ）を、相互に対応する軌道台２又は摺動台３のボール転動溝３ｂ，３ｃ（又は２ｂ，２ｃ）に対して溝中心の対応位置関係を同一として、両側面の２条のボール列６，７のボール４の接触角を水平に対しほぼ０度としたものである。一方、上面の２条のボール列５のボール４の接触角は、水平に対しほぼ９０度としている。
　この第十実施例にあっては、摺動台３に対し上方から作用する縦方向の荷重（ラジアル荷重）は、上面の２条のボール列５により支持される。また左右から作用する横方向の荷重（水平方向荷重）は、荷重の方向によっていずれか一方の側面の２条のボール列６，７によって支持される。
　そして、両側面の２条のボール列６，７のボール４の接触角を水平に対しほぼ０度とし、また上面の２条のボール列６，７のボール４の接触角が水平に対してほぼ９０度としているので、高剛性となるばかりか、ラジアル荷重と水平荷重を均等に受けることができる。
　つまり、水平方向（左右）及びラジアル方向の荷重に対して大きな剛性を有し、ラジアル方向、水平方向（左右）荷重が作用する場合において最適な軌道台と摺動台の組み合わせである。
　図２０には、本発明の第十一の実施例に係る直線運動案内装置を示している。この例は、両側面の上段の２条のボール列６，７のボール４の接触角を水平に対してほぼ４５度とし、この接触角における接触線の交点が軌道台２の内側に位置するようになっており、両側面の下段の２条のボール列６，７のボール４の接触角を水平に対しほぼ０度としたものである。
　一方、上面の２条のボール列５のボール４の接触角は、水平に対しほぼ４５度とし、この接触角の交点が、軌道台２の外側で交差するようになっている。
　また図２１には、本発明の第十二の実施例に係る直線運動案内装置を示しており、この直線運動案内装置１ｃは、上記第十一の実施例の直線運動案内装置において、両側面のボール列６，７の接触角を関係を第３実施例と逆の組み合わせとしたものである。すなわち、両側面の下段の２条のボール列６，７のボール４の接触角を水平に対してほぼ４５度とし、この接触角における接触線の交点が軌道台２の内側に位置するようになっており、両側面の上段の２条のボール列６，７のボール４の接触角を水平に対しほぼ０度としたものである。
　つまり、上記第十一，十二の実施例における軌道台２と摺動台３の組み合わせは、逆ラジアル方向の荷重に対して大きな負荷が加わる場合において最適な軌道台と摺動台の組み合わせである。
　図２２（ａ）〜（ｃ）には、各ボールの他の接触角構成例を示している。接触角の組み合わせは、図示例以外の任意の組み合わせが可能である。
　また、図２２（ｄ）は側面のボール列を、一側を２条、他側を１条列としたもの、図２２（ｅ）は、図２２（ｄ）に加えて上面のボールを１条列とした構成である。
　このように、上面および側面のボール列を１条列と２条列の組み合わせとすることもできるし、場合によっては、上面および左右両側面をすべて１条列として３条列構成とすることもできる。さらに、２条に限らず、３条列以上の条列とすることも可能である。
　また、上記各実施例では、軌道台２から摺動台３を抜いた時にボール４が脱落するのを防止するためのリテーナが設けられていないものを例にとって説明したが、本発明はリテーナを有するタイプについても適用できるものである。
　さらに、上記各実施例では、軌道台を断面四角形状とし、それに伴い摺動台の凹所も断面四角形状としたものを例にとって説明したが、特にこの形状に限るものではない。
　これにより、負荷に対して必要な方向の荷重特性を得ることができ、用途に応じた負荷容量の大きい装置を提供することができる。
産業上の利用可能性
　本発明の直線運動案内装置では、各ボール転動溝における接触角は、軌道台の上面に形成された２条のボール転動溝間の距離及び該ボール転動溝と各側面に形成するボール転動溝との距離を、摺動台の対応するボール転動溝間の距離に対して種々変更することにより、任意に設定することができるため、軌道台と摺動台のボール転動溝間ピッチを荷重条件に合わせて変化させ最適の接触角をもつボール転動溝を形成することにより各方向の荷重に適応した性能を有するようにできる効果がある。
　ボール転動溝の断面形状は、単一円弧形状でも、２つの円弧を組み合わせた構成でもよいが、その深さは任意のボール接触角を選択できる程度の深さに設定されるもので、ボール直径の１／４〜１／２程度とすることが好ましい。このようにすれば、ボールは円弧状をなすボール転動溝のどこかに接触することになるため、従来、この種の直線運動案内装置で採用されてきた実質的に全ての接触角をとることができる。
　本発明方法では、原材料となる摺動台材、摺動台材は共通のものを使用することができ、また、ボール転動溝の形成にあたって、ドレッサの種類及びピッチ（距離）、従って、それによって形成されるボール転動溝間ピッチを荷重条件に合わせて変えるだけで種々の直線運動案内装置が得られるから、生産性が飛躍的に向上する。