(57)【要約】【課題】金属製のボールとボール案内路との衝突によって発生する叩き音を抑制しつつ、ボール案内路に割れなどの損傷が生じることを防止可能な転がり案内装置を提供する。【解決手段】ボールねじ装置１００は、ボールＢ１を転動可能な雄溝が形成された雄型部材１と、ボールＢ１を転動可能な雌溝が雄溝と対向して形成された内周面を有する雌型部材２と、雄溝と雌溝との間に形成され、ボールＢ１を転動可能なボール転動路Ｐ１と、ボールＢ１を循環可能な循環経路３１とを備え、循環経路３１が、ボール転動路Ｐ１を転動したボールＢ１を再びボール転動路Ｐ１に戻すボール戻し通路３２と、ボール転動路Ｐ１からボールＢ１を離脱させてボール戻し通路３２へ案内可能なボール案内路３３を有し、循環経路３１のうち、少なくともボール案内路３３の路面３３ａには、エラストマー又は樹脂を含浸させた繊維からなる繊維部材５が形成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボールを転動可能な第１の溝が形成された第１の部材と、
前記ボールを転動可能な第２の溝が形成された第２の部材と、
前記第１の溝と前記第２の溝との間を転動する前記ボールを循環可能な循環経路と、
前記循環経路が、
前記転動する前記ボールを離脱させて前記循環経路の内部へ案内可能な案内路を備え、
少なくとも前記循環経路の前記案内路には、
エラストマー又は樹脂を含浸させた繊維からなる繊維部材が形成されている
ことを特徴とする転がり案内装置。
【請求項２】
前記第１の部材が、
外周面に複数の前記第１の溝が形成された雄型部材であって、
前記第２の部材が、
複数の前記第２の溝が前記第１の溝と対向して形成された内周面を有する雌型部材であって、
前記第１の溝と前記第２の溝との間に形成され、前記ボールを転動可能なボール転動路を備え、
前記循環経路が、
前記ボール転動路を転動したボールを再び前記ボール転動路に戻すボール戻し通路を有し、
前記案内路が、
前記ボール転動路からボールを離脱させて前記ボール戻し通路へ案内可能であって、
前記循環経路のうち、少なくとも前記案内路の路面には、前記繊維部材が形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の転がり案内装置。
【請求項３】
前記雌型部材に装着可能であって、前記循環経路を形成可能な金属製、樹脂製又はエラストマー製の管状部材を備える
ことを特徴とする請求項２に記載の転がり案内装置。
【請求項４】
前記雌型部材に装着可能であって、前記案内路を形成可能な金属製、樹脂製又はエラストマー製の案内部材を備え、
前記ボール戻し通路が、
前記雌型部材の内部に形成されている
ことを特徴とする請求項２に記載の転がり案内装置。
【請求項５】
前記案内路が、
前記ボール戻し通路と接続される接続部を有し、
前記接続部周辺が、
前記繊維部材によって被覆されている
ことを特徴とする請求項４に記載の転がり案内装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種産業機械で用いられる転がり案内装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の転がり案内装置の一例としては、リターンチューブ方式のボールねじ装置と、エンドリフレクタ方式のボールねじ装置とが知られている。
【０００３】
リターンチューブ方式のボールねじ装置では、ねじ軸とナットとの間のねじ溝を転動しているボールが、金属製のリターンチューブに案内される。このリターンチューブは、ボールを元のねじ溝に戻すためのボール戻し通路と、ねじ溝を転動しているボールをボール戻し通路へ案内するためのボール案内路とを有している。そして、ボール案内路を介してボール戻し通路へ案内されたボールは、ボール戻し通路内を通過して、再び元のねじ溝に戻る。
【０００４】
このようなリターンチューブ方式のボールねじ装置では、リターンチューブのボール案内路で、ボールとの接触によって応力が集中し易く、リターンチューブの金属疲労による破損が懸念されている。
【０００５】
そこで、リターンチューブのボール案内路の形状を応力集中し難い形状に形成して、リターンチューブの耐久性向上を図ったボールねじ装置が開示されている（特許文献１参照）。
【０００６】
一方、エンドリフレクタ方式のボールねじ装置では、エンドリフレクタがナットの内部又は外部に設けられており、ねじ軸とナットとの間のねじ溝を転動しているボールが、エンドリフレクタのボール案内路を介して、ナット内部に形成されたボール戻し通路に案内される。そして、案内されたボールは、ボール戻し通路を通過して、再び元のねじ溝に戻る。
【０００７】
このようなエンドリフレクタ方式のボールねじ装置では、エンドリフレクタのボール案内路と、ナットのボール戻し通路との間に、ボールが衝突するような段差があると、この段差が、大きな衝突音を発生させたり、割れなどの損傷をボールに与えたりする原因になる。
【０００８】
そこで、エンドリフレクタのボール案内路と、ナットのボール戻し通路とを、段差がないように滑らかに接続したボールねじ装置が開示されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−２８５３７９号公報
【特許文献２】特開２００７−２１８２７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１に開示されたリターンチューブ方式のボールねじ装置では、リターンチューブのボール案内路の形状を応力集中し難い形状に形成することで、リターンチューブの耐久性向上を図ることができても、金属製のリターンチューブと金属製のボールとが衝突することで生じる金属同士の衝突音（叩き音）を抑制できないという問題があった。
【００１１】
また、上記特許文献２に開示されたエンドリフレクタ方式のボールねじ装置では、実際にボールねじ装置を製作しようとした場合、エンドリフレクタを雌型部材に対して段差を生じさせないように組み付けるには、極めて高精度な技術が要求される。例えば、このような段差がエンドリフレクタとナットとの継ぎ目部分に生じた場合には、エンドリフレクタのボール案内路からナットのボール戻し通路へとボールが入り込む際に、ボールが段差に衝突することで生じる衝突音（叩き音）を抑制できないという問題があった。それ故、ボールねじ装置の実際の製作においては、エンドリフレクタとナットとの継ぎ目部分に段差が生じたとしても、ボールと段差との衝突を、より安価で、且つ、精度良く防止することのできる技術が求められている。
【００１２】
本発明の目的は、金属製のボールと案内路との衝突によって発生する叩き音を従来よりも抑制しつつ、ボールや案内路に割れなどの損傷が生じることを防止可能な転がり案内装置を提供することである。
【００１３】
本発明の別の目的は、装置の実際の製作において段差が生じたとしても、ボールと段差との衝突を、より安価で、且つ、精度良く防止することのできる転がり案内装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
（１）本発明の転がり案内装置は、ボールを転動可能な第１の溝が形成された第１の部材と、前記ボールを転動可能な第２の溝が形成された第２の部材と、前記第１の溝と前記第２の溝との間を転動する前記ボールを循環可能な循環経路と、前記循環経路が、前記転動する前記ボールを離脱させて前記循環経路の内部へ案内可能な案内路を備え、少なくとも前記循環経路の前記案内路には、エラストマー又は樹脂を含浸させた繊維からなる繊維部材が形成されていることを特徴とする。
【００１５】
上記（１）の構成によれば、少なくとも循環経路の案内路には、エラストマー又は樹脂を含浸させた繊維からなる繊維部材が形成されるので、ボール転動路から離脱したボールを案内路から循環経路の内部へ案内する際に、ボールと案内路との衝突によって発生する叩き音を従来よりも抑制しつつ、案内路に割れなどの損傷が生じることを防止できる。
【００１６】
（２）上記（１）の転がり案内装置においては、前記第１の部材が、外周面に複数の前記第１の溝が形成された雄型部材であって、前記第２の部材が、複数の前記第２の溝が前記第１の溝と対向して形成された内周面を有する雌型部材であって、前記第１の溝と前記第２の溝との間に形成され、前記ボールを転動可能なボール転動路を備え、前記循環経路が、前記ボール転動路を転動したボールを再び前記ボール転動路に戻すボール戻し通路を有し、前記案内路が、前記ボール転動路からボールを離脱させて前記ボール戻し通路へ案内可能であって、前記循環経路のうち、少なくとも前記案内路の路面には、前記繊維部材が形成されていることが好ましい。ここでの「案内路の路面」とは、案内路の入口側の路面を少なくとも含み、案内路の路面の全面を含む。
【００１７】
上記（２）の構成によれば、循環経路のうち、少なくとも案内路の路面には、エラストマー又は樹脂を含浸させた繊維からなる繊維部材が形成されるので、ボール転動路から離脱したボールをボール戻し通路へ案内する際に、ボールと案内路との衝突によって発生する叩き音を従来よりも抑制しつつ、案内路に割れなどの損傷が生じることを防止できる。
【００１８】
（３）上記（２）の転がり案内装置においては、前記雌型部材に装着可能であって、前記循環経路を形成可能な金属製、樹脂製又はエラストマー製の管状部材を備えることが好ましい。
【００１９】
上記（３）の構成によれば、循環経路のうち、少なくとも案内路の路面には、エラストマー又は樹脂を含浸させた繊維からなる繊維部材が形成されるので、金属製、樹脂製又はエラストマー製の管状部材を用いて、ボール戻し通路へボールを案内する際に、ボールと案内路との衝突によって発生する叩き音を従来よりも抑制しつつ、案内路のみならず、循環するボールに金属疲労による割れなどの損傷が生じることを防止できる。
【００２０】
（４）上記（２）の転がり案内装置においては、前記雌型部材に装着可能であって、前記案内路を形成可能な金属製、樹脂製又はエラストマー製の案内部材を備え、前記ボール戻し通路が、前記雌型部材の内部に形成されていることが好ましい。
【００２１】
上記（４）の構成によれば、前記循環経路のうち、少なくとも前記ボール案内路の路面には、エラストマー又は樹脂を含浸させた繊維からなる繊維部材が形成されるので、金属製、樹脂製又はエラストマー製の案内部材を用いて、ボール戻し通路へボールを案内する際に、ボールと案内路との衝突によって発生する叩き音を従来よりも抑制しつつ、案内路のみならず、循環するボールに金属疲労による割れなどの損傷が生じることを防止できる。
【００２２】
また、上記（４）の構成によれば、案内部材を用いて、ボール戻し通路へボールを案内する際には、ボールから案内路に加わる荷重を繊維部材で吸収できるので、従来のような、ボールと案内路との衝突による案内路の破損を防止できる。
【００２３】
（５）上記（４）の転がり案内装置においては、前記案内路が、前記ボール戻し通路と接続される接続部を有し、前記接続部周辺が、前記繊維部材によって被覆されていることが好ましい。ここでの「接続部」とは、ボール戻し通路との継ぎ目となる部分の他にも、案内部材を雌型部材に対して組み付けてボールねじ装置を製作した際に、継ぎ目部分の周辺において段差を生じさせ得る部分の全体を含む。
【００２４】
上記（５）の構成によれば、ボール戻し通路と接続される接続部周辺が繊維部材によって被覆されているので、案内部材を雌型部材に対して組み付けてボールねじ装置を製作した際に接続部周辺に段差が発生したか否かを問わず（段差の有無を問わず）、案内路からボール戻し通路へ侵入するボールを、必ず、繊維部材に衝突させることができる。それ故、仮に、ボールねじ装置を製作した際に接続部周辺で段差が生じても、接続部周辺を覆う繊維部材によってボールからの衝撃を吸収できる。この結果、ボール戻し通路の耐久性を向上させることができるので、雌型部材を長期間使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態に係るボールねじ装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線の矢視断面図である。
【図３】本発明に係るリターンチューブにおけるチューブ片の構成の一例を示す斜視図である。
【図４】本発明に係るボールねじ装置をボール転動路に沿って切断した断面図の一例である。
【図５】本発明に係るボールねじ装置をボール転動路に沿って切断した断面図の別の一例である。
【図６】本発明の第２実施形態に係るボールねじ装置の概略構成を示す断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係るボールねじ装置の要部を示す断面図である。
【図８】図７に示すエンドリフレクタの平面図である。
【図９】ボール戻し通路の接続部を示す図である。
【図１０】サーボ試験機を用いた圧縮試験の結果であって、各試験片の剛性特性を示している。
【図１１】（ａ）は、左右対称でないタイプのリターンチューブの上面視図である。（ｂ）は、リターンチューブを左右に分割したチューブ片の外側形状を示す斜視図である。（ｃ）は、リターンチューブを左右に分割したチューブ片の内側形状を示す斜視図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
＜第１実施形態＞
以下、図１〜図５を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係る転がり案内装置について説明する。本実施形態では、転がり案内装置の一例として、ボールねじ装置に本発明を適用する場合について説明する。
【００２７】
＜ボールねじ装置の全体構成＞
図１及び図２に示すように、ボールねじ装置（転がり案内装置）１００は、雄型部材（第１の部材）１と、雌型部材（第２の部材）２と、雌型部材２に装着可能なリターンチューブ（管状部材）３と、リターンチューブ３を雌型部材２に固定可能な固定部材４と、繊維部材５とを備えて構成され、雄型部材１と雌型部材２とを螺合可能に構成されている。
【００２８】
＜雄型部材の構成＞
雄型部材１は、金属からなり、図１及び図２に示すように、外周面１０に形成された螺旋状の複数の雄溝（第１の溝）１１を有している。
【００２９】
＜雌型部材の構成＞
雌型部材２は、図２に示すように、内周面２０に形成された複数の雌溝（第２の溝）２１を有している。各雌溝２１は、上記雄溝１１と同様に螺旋状に形成されており、図２に示すように、雄型部材１の雄溝１１と互いに対向する位置に形成されている。また、図２に示すように、雄溝１１及び雌溝２１の間には、金属製のボールＢ１を転動可能なボール転動路Ｐ１が形成されている。ボール転動路Ｐ１内には、複数のボールＢ１が充填配置されている。図１及び図２に示すように、雌型部材２の外周面２２には、切り欠き部２３が設けられている。この切り欠き部２３には、ボール転動路Ｐ１と連通可能なリターンチューブ３が固定部材４を用いて固定されている。
【００３０】
＜リターンチューブの構成＞
リターンチューブ３は、金属からなり、図４に示すように、一端から他端に向けてボールＢ１を運搬可能な部材である。リターンチューブ３の内周面３０には、ボール転動路Ｐ１と連通する循環経路３１が形成されている。この循環経路３１は、ボール転動路Ｐ１内のボールＢ１を再びボール転動路Ｐ１に戻すことによってボールＢ１を循環可能に構成されている。循環経路３１は、ボール案内路（案内路）３３と、略直線状に延びるボール戻し通路３２と、を有しており、ボール転動路Ｐ１内のボールＢ１は、ボール案内路３３及びボール戻し通路３２を順次通過して、再びボール転動路Ｐ１に戻される。
【００３１】
リターンチューブの金属材料は、鉄、アルミニウム、真鍮などが使用できる。樹脂材料では、ポリアセタール、ポリカーボネート、ナイロン、ポリフェニルサルファイド、ポリブチレンテレフタレート、ポリエステル等が使用できる。また、エラストマー材料として、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、塩ビ系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、ウレタンゴム、ニトリルゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、エチレン−プロピレンゴム、ブチルゴム、イソプレンゴム、塩素化ポリエチレンゴム、エピクロヒドリンゴム、水素化ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ポリブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、天然ゴム等を単独で、又はこれらのエラストマーを各種変性処理したものを使用することができる。これらのエラストマーは、単独で使用することができるほか、複数種のエラストマーをブレンドして用いることもできる。
【００３２】
ボール案内路３３は、図４に示すように、ボール戻し通路３２の端部から下方に曲線を描くように折れ曲がって、下方に向かって延在するものであって、ボール転動路Ｐ１からボールＢ１を離脱させてボール戻し通路３２へ案内可能に構成されている。図４に示すように、ボール案内路３３の入口側にある先端部分Ｔは、ボール転動路Ｐ１の内部に配置されている。これにより、ボール転動路Ｐ１内のボールＢ１は、先端部分Ｔに衝突して掬い上げられ、図４中に白抜きで示す矢印方向にボール案内路３３内を進んだ後、ボール戻し通路３２内へ導かれる。
【００３３】
本実施形態のリターンチューブ３は、その内周面３０を循環するボールＢ１の軌道方向に沿って２つに分割された一対のチューブ片６からなる（図３参照）。一対のチューブ片６は、リターンチューブ３を分割可能な合わせ面において左右対称な形状をなしている。それ故、各チューブ片６は特別に区別して説明する必要がないので、図３では、一対のチューブ片６のうち、一方のチューブ片のみを図示している。
【００３４】
リターンチューブ３の製造工程の一例としては、（１）金属からなるチューブ片６の前駆体をプレス加工することで、一対のチューブ片６を作製する工程、（２）各チューブ片６のうち、先端部分Ｔの路面３３ａ（図４参照）に相当する部分に繊維部材５を形成する工程、（３）各チューブ片６相互の位置合わせを行った後、各チューブ片６同士を接着剤で貼り合わせる又は固定部材４で固定する工程、を順次行うことによる製法を挙げることができる。
【００３５】
＜繊維部材の構成＞
本発明では、図４に示すように、ボール案内路３３の入口側にある先端部分Ｔと、ボールＢ１と、が衝突することで生じる金属同士の衝突音（叩き音）を抑制するために、先端部分Ｔの路面３３ａに繊維部材５が形成されている。
【００３６】
繊維部材５は、アラミド繊維、ナイロン、ウレタン、木綿、絹、麻、アセテート、レーヨン、フッ素を含む繊維、及び、ポリエステル等によって形成可能であって、エラストマー又は樹脂で含浸処理されている。繊維の形状は、例えば短繊維形状又は長繊維形状であってもよく、またシート状の布であってもよい。
【００３７】
エラストマー又は樹脂により繊維を含浸処理することで、繊維の間にエラストマー材又は樹脂材が入り込み、繊維同士を接着させてまとめあげ、繊維部材５のように部材（シート体）として機能させることが可能となる。また、繊維にエラストマー等が含浸することにより、繊維同士の擦れによる摩耗が低減されると共に、さらには繊維部材５とボール案内路３３との接着を向上させる。
【００３８】
なお、エラストマーは、繊維を含浸処理できるものであればよい。このエラストマーとしては、例えば、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、塩ビ系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、ウレタンゴム、ニトリルゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、エチレン−プロピレンゴム、ブチルゴム、イソプレンゴム、塩素化ポリエチレンゴム、エピクロヒドリンゴム、水素化ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ポリブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、天然ゴム等を単独で、又はこれらのエラストマーを各種変性処理したものを使用することができる。これらのエラストマーは、単独で使用することができるほか、複数種のエラストマーをブレンドして用いることもできる。また、エラストマーには、加硫剤のほか、加硫促進剤、老化防止剤、軟化剤、可塑剤、充填剤、及び、着色剤等の従来からゴムの配合剤として使用していたものを適量配合することができる。これら以外に、繊維部材５の潤滑性を向上させるために、グラファイト、シリコンオイル、フッ素パウダー、又は二硫化モリブデン等の固体潤滑剤がエラストマーに含まれていてもよい。さらに、上記エラストマーの代わりに、又は上記エラストマーとともに、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ＰＥＴ樹脂、フッ素樹脂、ポリエチレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ナイロン、アルキド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂等の熱可塑性樹脂、又は熱硬化樹脂を用いることもできる。
【００３９】
上記のエラストマー又は樹脂による繊維への含浸処理は、エラストマー又は樹脂を溶剤等で溶解し液状とした後、所定の繊維（短繊維、長繊維又は布）をディッピング処理する方法が好適に使用される。実際の使用に際しては、繊維をシート状に形成した布を使用することができる。この布のエラストマー又は樹脂の含浸処理の方法も上記と同様な方法で行われる。
【００４０】
布を構成するものとしては、繊維を不規則にからめた不織布、規則的に成形した織布、及び、編布（ニット）等が挙げられる。これらの布は、繊維（短繊維又は長繊維）のみから構成されたものと比べ、シート状であることから、エラストマー等による含浸処理を行い易く（ハンドリングが容易）、さらにボール案内路３３の路面３３ａにも接着し易いといった特徴を有する。なお、上記織布の織り方については、平織、朱子織、及び綾織等が用いられる。
【００４１】
また、上記の布には、ある程度の伸縮性があるものがよい。図５のリターンチューブ３０３は形状が複雑であるため、上記の布が少なくとも一方向に伸縮可能であると、上記の布へのシワ等の発生をより一層抑えることができる。繊維の厚さ範囲は、０．１[ｍｍ]〜２．０[ｍｍ]、好ましくは、０．２[ｍｍ]〜１．５[ｍｍ]が良い。繊維厚さが薄すぎるとボールの衝撃吸収量が少なくなることと繊維自体の耐久性も低下するからである。また、繊維厚さが厚すぎると繊維の変形量が多くなり、ボールが蛇行する問題が発生するからである。
【００４２】
ボール案内路３３に繊維部材５を接着する際に使用される接着剤は、アクリル樹脂系接着剤、オレフィン系接着剤、ウレタン樹脂系接着剤、エチレン−酢酸ビニル樹脂系接着剤、エポキシ樹脂系接着剤、塩化ビニル樹脂系接着剤、クロロプレンゴム系接着剤、シアノアクリレート系接着剤、シリコン系接着剤、スチレン−ブタジエンゴム系接着剤、ニトリルゴム系接着剤、ホットメルト接着剤、フェノール樹脂系接着剤、メラミン樹脂系接着剤、ユリア樹脂系接着剤、及びレゾルシノール系接着剤等があり、接着剤を加熱融解した状態にして流動性を付与した上で塗布し冷却することにより硬化・接着する方法、及び、接着剤を加熱することで硬化・接着させる方法等がある。
【００４３】
＜ボールねじ装置の動作＞
本実施形態のボールねじ装置１００では、雄型部材１と雌型部材２とが相対回転すると、ボールＢ１がボール転動路Ｐ１内を転動しつつ進み、循環経路３１を経由して、元の位置に再び戻るという無限循環路が構成されており、ボールＢ１の循環が繰り返される。そして、このようなボールＢ１の循環によって、雄型部材１及び雌型部材２が、相対的に軸方向に移動する。
【００４４】
＜本実施形態に係るボールねじ装置（転がり案内装置）の特徴＞
上記構成によれば、循環経路３１のうち、ボール案内路３３の入口側にある先端部分Ｔの路面３３ａには、エラストマー又は樹脂を含浸させた繊維からなる繊維部材５が形成されるので、ボール転動路Ｐ１から離脱したボールＢ１をボール戻し通路３２へ案内する際に、ボールＢ１とボール案内路３３との衝突によって発生する金属同士の叩き音を従来よりも抑制しつつ、ボール案内路３３のみならず、循環するボールＢ１に金属疲労による割れなどの損傷が生じることを防止できる。
【００４５】
また、上記構成によれば、エラストマー又は樹脂を含浸させた繊維からなる繊維部材５は摺動抵抗が低く耐久性が高いので、繊維部材５が形成されたリターンチューブ３を長期間使用できる。その結果、ボールねじ装置１００の耐久性を従来よりも向上させることができる。
【００４６】
＜第２実施形態＞
以下、図６〜図９を参照しつつ、本発明の第２実施形態に係る転がり案内装置について説明する。本実施形態では、第１実施形態と同様に、転がり案内装置の一例として、ボールねじ装置に本発明を適用する場合について説明する。
【００４７】
＜ボールねじ装置の全体構成＞
図６に示すように、ボールねじ装置（転がり案内装置）２００は、雄型部材（第１の部材）１０１と、雌型部材（第２の部材）１０２と、雌型部材１０２に装着可能なエンドリフレクタ（案内部材）１０３と、繊維部材５と、を備えて構成され、雄型部材１０１と雌型部材１０２とを螺合可能に構成されている。
【００４８】
＜雄型部材の構成＞
雄型部材１０１は、金属からなり、図６に示すように、外周面１１０に形成された螺旋状の複数の雄溝（第１の溝）１１１を有している。
【００４９】
＜雌型部材の構成＞
雌型部材１０２は、図６に示すように、内周面１２０に形成された複数の雌溝１２１（第２の溝）と、雌型部材１０２外壁と雌溝１２１との間において雄型部材１０１の軸方向と略平行な方向に延びるように形成されたボール戻し通路１３２と、を有している。各雌溝１２１は、上記雄溝１１１と同様に螺旋状に形成されており、図６に示すように、雄型部材１０１の雄溝１１１と互いに対向する位置に形成されている。また、図６に示すように、雄溝１１１及び雌溝１２１の間には、金属製のボールＢ２を転動可能であって、一方通行でボールＢ２を運搬可能なボール転動路Ｐ２が形成されている。このボール転動路Ｐ２の入口は、雌型部材１０２の一方の端部側に設けられ、ボール転動路Ｐ２の出口は、雌型部材１０２の他方の端部側に設けられており、ボール転動路Ｐ２内には、複数のボールＢ２が充填配置されている。また、ボール転動路Ｐ２の入口及び出口には、一対のエンドリフレクタ１０３が組み込まれている。この一対のエンドリフレクタ１０３は、図６及び図７に示すように、ボール転動路Ｐ２内において転動するボールＢ２を方向転換させて、ボール戻し通路１３２に導入することができるように構成されている。
【００５０】
＜エンドリフレクタの構成＞
エンドリフレクタ１０３は、金属又は樹脂からなり、図７に示すように、ボール転動路Ｐ２内を白抜きで示す矢印方向に転動するボールＢ２をボール転動路Ｐ２から掬い上げるボール掬い上げ部１３４と、ボール掬い上げ部１３４で掬い上げられたボールＢ２を雌型部材１０２のボール戻し通路１３２に案内するボール案内面１３５と、が形成されている。本実施形態では、ボール掬い上げ部１３４とボール案内面１３５とで、ボール案内路（案内路）１３３が構成される。本実施形態では、ボール戻し通路１３２とボール案内路１３３とで循環経路が構成される。図７及び図８に示すように、エンドリフレクタ１０３のボール案内面１３５は、雌型部材１０２（例えば図７参照）の軸方向に沿って突出する先端部１３５ａを有している。
【００５１】
エンドリフレクタ１０３のボール案内面１３５には、図７及び図９に示すように、雌型部材１０２の当接部１２２と当接する先端部１３５ａが形成されている。この先端部１３５ａは、ボール戻し通路１３２とボール案内路１３３との継ぎ目部分であって、本発明では、この継ぎ目部分の他にも、エンドリフレクタ１０３を雌型部材１０２に対して組み付けてボールねじ装置２００を製作した際に、継ぎ目部分の周辺において段差を生じさせ得る部分の全体を、接続部と呼称する。図７及び図９では、この接続部を太線で示している。すなわち、接続部は、ボール戻し通路１３２と接続される部分であって、且つ、ボール案内路１３３に形成されるものである。
【００５２】
エンドリフレクタ１０３の金属材料は、鉄、アルミニウム、真鍮などが使用できる。樹脂材料では、ポリアセタール、ポリカーボネート、ナイロン、ポリフェニルサルファイド、ポリブチレンテレフタレート、ポリエステル等が使用できる。また、エラストマー材料として、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、塩ビ系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、ウレタンゴム、ニトリルゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、エチレン−プロピレンゴム、ブチルゴム、イソプレンゴム、塩素化ポリエチレンゴム、エピクロヒドリンゴム、水素化ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ポリブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、天然ゴム等を単独で、又はこれらのエラストマーを各種変性処理したものを使用することができる。これらのエラストマーは、単独で使用することができるほか、複数種のエラストマーをブレンドして用いることもできる。
【００５３】
なお、ボールＢ２をボール戻し通路１３２に案内するボール案内路１３３をエンドリフレクタ１０３に形成する場合、ボール案内路１３３が曲線形の通路であるため、１つの部品だけではボール案内路１３３を形成できず、２つ以上の部品を合わせて形成する場合が多い。しかし、エラストマーなどの柔らかい材料でエンドリフレクタ１０３を製作し、ボール案内路１３３をゴム及び帆布で補強することで、アンダーカット形状での成形が可能となることから、現状は２つ以上の部品で組み立てられているエンドリフレクタ１０３を１つの部品で製作することが可能となり、この結果として、部品の強度、耐久性、軽量化、及び、組立性を向上させることができる。
【００５４】
＜繊維部材の構成＞
繊維部材１０５は、切削又は焼結で作られたエンドリフレクタ１０３の金属部に接着剤で貼り付けられている。本実施形態において、繊維部材１０５は、図７及び図８に示すように、エンドリフレクタ１０３のボール案内路１３３の全面に貼り付けられているが、必ずしも、全面に貼り付ける必要はなく、ボール転動路Ｐ２からボールＢ２がエンドリフレクタ１０３のボール案内路１３３に入ってくる部分（ボール掬い上げ部１３４）と、エンドリフレクタ１０３のボール案内路１３３からボール戻し通路１３２に入る部分（ボール案内面１３５）の少なくとも２カ所に貼り付けてあればよい。また、ボール掬い上げ部１３４とボール案内面１３５の中間部分には、繊維部材１０５が貼り付けて有ってもよく、繊維部材１０５が貼り付けて無くてもよい。
【００５５】
繊維部材１０５は、第１実施形態の繊維部材５の材料と同様の材料を用いて構成できる。繊維部材５と同様に、繊維にゴム等が含浸することにより、繊維同士の擦れによる摩耗が低減されると共に、さらには繊維部材１０５とボール案内路１３３との接着を向上させる。
【００５６】
上記のエラストマー又は樹脂による繊維への含浸処理は、第１実施形態と同様に、エラストマー又は樹脂を溶剤等で溶解し液状とした後、所定の繊維（短繊維、長繊維又は布）をディッピング処理する方法が好適に使用される。実際の使用に際しては、繊維をシート状に形成した布を使用することができる。この布のエラストマー又は樹脂の含浸処理の方法も上記第１実施形態と同様な方法で行われる。
【００５７】
布を構成するものとしては、上記第１実施形態と同様に、繊維を不規則にからめた不織布、規則的に成形した織布、及び、編布（ニット）等が挙げられる。これらの布は、繊維（短繊維又は長繊維）のみから構成されたものと比べ、シート状であることから、エラストマー等による含浸処理を行い易く（ハンドリングが容易）、さらにボール案内路１３３の路面にも接着し易いといった特徴を有する。
【００５８】
また、上記の布には、ある程度の伸縮性があるものがよい。図８のエンドリフレクタは形状が複雑であるため、上記の布が少なくとも一方向に伸縮可能であると、上記の布へのシワ等の発生をより一層抑えることができる。繊維の厚さ範囲は、０．１[ｍｍ]〜２．０[ｍｍ]、好ましくは、０．２[ｍｍ]〜１．５[ｍｍ]が良い。繊維厚さが薄すぎるとボールの衝撃吸収量が少なくなることと繊維自体の耐久性も低下するからである。また、繊維厚さが厚すぎると繊維の変形量が多くなり、ボールが蛇行する問題が発生するからである。
【００５９】
ボール戻し通路１３２に繊維部材１０５を接着する際に使用される接着剤は、第１実施形態でボール案内路３３に繊維部材５を接着する際に使用した接着剤と同様の接着材を使用できる。
【００６０】
＜ボールねじ装置の動作＞
本実施形態のボールねじ装置２００では、雄型部材１０１と雌型部材１０２とが相対回転すると、ボールＢ２がボール転動路Ｐ２内を転動しつつ進み、循環経路（ボール戻し通路１３２及びボール案内路１３３）を経由して、元の位置に再び戻るという無限循環路が構成されており、ボールＢ２の循環が繰り返される。そして、このようなボールＢ２の循環によって、雄型部材１０１及び雌型部材１０２が、相対的に軸方向に移動する。
【実施例】
【００６１】
次に、実施例により本発明を具体的に説明する。ここでは、接続部周辺（ボール戻し通路１３２とボール案内面１３５との継ぎ目部分を含むその周辺）を被覆するように形成した部材のクッション材としての有用性を圧縮試験によって、検討した結果について説明する。なお、本発明は、本実施例に限定されるものではない。ここでの圧縮試験の条件は以下のように与えられる。試験機は、インストロン社製のサーボ試験機を使用した。試験片は、寸法が１０［ｍｍ］×１０［ｍｍ］、厚さが０．３［ｍｍ］の金属板にエラストマーのみからなる部材を貼り付けて試験片１とし、寸法が１０［ｍｍ］×１０［ｍｍ］、厚さが０．３［ｍｍ］の金属板にエラストマー及び繊維からなる部材を貼り付けて試験片２とした。試験片１に貼り付けたエラストマーの厚さは、０．７［ｍｍ］とした。試験片２に貼り付けたエラストマーの厚さは０．７［ｍｍ］とし、繊維の厚さは０．３［ｍｍ］とし、エラストマー及び繊維の合計厚さを１．０［ｍｍ］とした。試験機の試験速度を０．５０４［ｍｍ／ｍｉｎ］とした。試験機のサイクル数［回］を１０とした。また、エラストマーは水素添加ＮＢＲを使用し、繊維は、ナイロン繊維を使用した。
【００６２】
図１０は、上記圧縮試験の結果であって、上記サーボ試験機を用いて測定した試験片１，２の各剛性特性を示している。ここで、図１０の横軸は、試験片１に貼り付けたエラストマーの変位量［ｍｍ］、及び、試験片２に貼り付けたエラストマー及び繊維の変位量［ｍｍ］をそれぞれ示している。図１０の縦軸は、試験片１に貼り付けたエラストマーを圧縮した際の圧縮荷重［Ｎ］、及び、試験片２に貼り付けたエラストマー及び繊維を圧縮した際の圧縮荷重［Ｎ］をそれぞれ示している。なお、図１０では、試験片１の試験結果を破線で示し、試験片２の試験結果を実線で示している。
【００６３】
図１０を見ると、金属板にエラストマーのみを貼り付けた試験片１では、変位量［ｍｍ］が大きくなっても圧縮荷重［Ｎ］が直線に近い変化を描いている。これに対して、金属板にエラストマー及び繊維を貼り付けた試験片２では、変位量［ｍｍ］が小さければ、圧縮荷重［Ｎ］も低いが、変位量［ｍｍ］が大きくなると、圧縮荷重［Ｎ］が高くなることが分かった。この結果から、ボール戻し通路１３２とボール案内面１３５との継ぎ目部分を含むその周辺を、エラストマー及び繊維からなる部材で被覆した場合には、エラストマーのみからなる部材で被覆した場合よりも、継ぎ目部分を含むその周辺を被覆する部材がクッション材としてバランス良く機能することが分かった。
【００６４】
＜本実施形態に係るボールねじ装置（転がり案内装置）の特徴＞
上記構成によれば、ボール戻し通路１３２と接続される接続部周辺が繊維部材１０５によって被覆されているので、エンドリフレクタ１０３を雌型部材１０２に対して組み付けてボールねじ装置２００を製作した際に接続部周辺に段差が発生したか否かを問わず（段差の有無を問わず）、ボール案内路１３３からボール戻し通路１３２へ侵入するボールＢ２（図９参照）を、必ず、繊維部材１０５に衝突させることができる。それ故、仮に、ボールねじ装置２００を製作した際に接続部周辺で段差が生じても、接続部周辺を覆う繊維部材１０５によってボールＢ２からの衝撃を吸収できる。この結果、ボール戻し通路１３２とボールＢ２の耐久性を向上させることができるので、ボールねじ装置２００を長期間使用できる。
【００６５】
このように上記構成によれば、ボールねじ装置２００の実際の製作において接続部周辺に段差が生じたとしても、ボールＢ２と段差との衝突を、より安価で、且つ、精度良く防止することができる。
【００６６】
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものではないことは言うまでもない。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００６７】
なお、上記の第１実施形態では、繊維部材５をボール案内路３３の入口側にある先端部分Ｔの路面３３ａのみに形成する例について述べたが（図４参照）、本発明はこれに限定されない。繊維部材５は、必ずしも、ボール案内路３３の入口側にある先端部分Ｔの路面３３ａのみに形成されるものではなく、図５に示すように、繊維部材３０５を、リターンチューブ（案内部材）３０３の内周面３３０の全面に形成してもよい。ここで、図５中の符号３００，３０１，３０２は、それぞれ、ボールねじ装置、雄型部材、及び、雌型部材を示している。
【００６８】
図５に示すリターンチューブ３０３の製造工程の一例としては、真っ直ぐな金属チューブの前駆体の内面の全面に繊維部材３０５を接着させ、前駆体を折り曲げてリターンチューブ３０３を得る方法がある。
【００６９】
なお、上記の第２実施形態では、樹脂製のエンドリフレクタ１０３で案内部材を構成する例について述べたが、本発明はこれに限定されず、金属製のエンドリフレクタで案内部材を構成してもよい。
【００７０】
なお、上記第１及び第２実施形態では、転がり案内装置の一例として、ボールねじ装置に本発明を適用する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。転がり案内装置の別の一例として、リニアガイド装置に本発明を適用してもよい。この種のリニアガイド装置は、ボールの転動を利用して、移動ブロックを直線状の案内レールに沿って移動自在に構成されたものであって、長手方向の両側面にそれぞれ形成された第１の溝を有する案内レール（第１の部材）と、第１の溝に対向して形成された第２の溝を有し且つ案内レールに対して相対移動可能な移動ブロック（第２の部材）と、第１の溝と第２の溝との間に形成された軌道路に沿って延びる戻し通路が形成されたリテーナ部と、リテーナ部の長手方向の両端部に組付けた状態で方向転換路（案内路）を形成可能な一対の側蓋と、を備えている。ここでは、軌道路、戻し通路、及び、方向転換路で循環経路が構成される。そして、この種のリニアガイド装置では、方向転換するボールが循環経路の内周面と衝突し易い部分、例えば、軌道路と方向転換路（案内路）との境界部分の周辺、及び、戻し通路と方向転換路（案内路）との境界部分の周辺を、エラストマー又は樹脂を含浸させた繊維からなる繊維部材で被覆することで、方向転換するボールが循環経路の内周面と衝突し易い部分でボールを必ず繊維部材に衝突させることができる。それ故、繊維部材によってボールからの衝撃を吸収できる。ここで、繊維部材は、必ずしも、軌道路と方向転換路（案内路）との境界部分の周辺、及び、戻し通路と方向転換路（案内路）との境界部分の周辺に形成されている必要はなく、循環経路の内周面の全面に形成されていてもよい。
【００７１】
なお、上記の第１実施形態では、リターンチューブ３を左右に分割可能な合わせ面に対して左右対称な形状を有する一対のチューブ片６（図３参照）を相互に貼り合わせることで、リターンチューブ３を製作する例について述べたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図１１（ａ）に示すように、リターンチューブ４０３を左右に分割可能な合わせ面に対して左右対称でない形状を有する一対のチューブ片４０６を相互に貼り合わせることで、リターンチューブ４０３を製作してもよい。なお、図１１（ａ）中の太線は、一対のチューブ片４０６の合わせ面を示す。図１１（ｂ）は、リターンチューブを左右に分割したチューブ片の外側形状を示す斜視図である。図１１（ｃ）は、リターンチューブを左右に分割したチューブ片の内側形状を示す斜視図である。図１１（ｃ）に示すように、チューブ片４０６の内側には、ボール通路用の内周面が形成されている。
【符号の説明】
【００７２】
１、１０１    雄型部材（第１の部材）
２、１０２    雌型部材（第２の部材）
３、３０３、４０３    リターンチューブ（管状部材）
４    固定部材
５、１０５、３０５    繊維部材
６、４０６    チューブ片
１０、１１０    外周面
１１、１１１    雄溝（第１の溝）
２０、３０、１２０、３３０    内周面
２１、１２１    雌溝（第２の溝）
２２    外周面
２３    切り欠き部
３１    循環経路
３２、１３２    ボール戻し通路
３３、１３３    ボール案内路（案内路）
３３ａ    路面
１００、２００、３００    ボールねじ装置（転がり案内装置）
１０３    エンドリフレクタ（案内部材）
１２２    当接部
１３４    ボール掬い上げ部
１３５    ボール案内面
１３５ａ    先端部
Ｂ１、Ｂ２    ボール
Ｐ１、Ｐ２    ボール転動路
Ｔ    先端部分
【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】
2015055255.tif 000008
【図７】
2015055255.tif 000009
【図８】
2015055255.tif 000010
【図９】
2015055255.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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