(57)【要約】  【課題】  本発明は、干渉の発生を避け、効果を向上させることができるガイドブロックを備えた同調操作ボールピースを提供する。  【解決手段】  帯状の連結ベルト、スペーサおよび連結ベルトの端部に固定されたガイドブロックが含まれ、該ガイドブロックは、転がり素子の軌道壁面に対応して円弧面が成形され、またガイドブロックの外形寸法は、スペーサの外形寸法と転がり素子の外形寸法の間にあるため、前記同調操作ボールピースが複数の転がり素子に合わせてリニアガイド装置の軌道内に運動する際に、当該同調操作ボールピースは、軌道壁面との衝突干渉せずにリニアガイド装置の操作順調度および安定性を保持することができる。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状をなし、複数の転がり素子に合わせてリニアガイド装置の軌道内に取り付けるガイドブロックを備えた同調操作ボールピースであって、
少なくとも一つのガイドブロックは、前記同調操作ボールピースの端部に固定され、該ガイドブロックがリニアガイド装置の軌道壁面に対応して円弧面に成形され、かつ該ガイドブロックの外形寸法は、前記同調操作ボールピースのスペーサの外形寸法と該転がり素子の外形寸法の間にあることを特徴とする同調操作ボールピース。
【請求項２】
前記円弧面を形成するガイドブロックの形態は、球体、半球体、切頭球体、切頭円錐体、円錐体、楕円体、半楕円体または切頭楕円体であることを特徴とする請求項１記載のガイドブロックを備えた同調操作ボールピース。
【請求項３】
前記同調操作ボールピースは複数のスペーサ及び両側の連結ベルトを含み、両側の連結ベルトが複数のスペーサの両側に結合され、そしてスペーサが軌道の操作方向に対応して転がり素子の間に保持され、該ガイドブロックが同調操作ボールピースの端部のスペーサの外側端に固定されることを特徴とする請求項２記載のガイドブロックを備えた同調操作ボールピース。
【請求項４】
前記ガイドブロックの中央には、同調操作ボールピースのスペーサに対応する離型用通孔が予め設けられることを特徴とする請求項３記載のガイドブロックを備えた同調操作ボールピース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアガイド装置内に使用するボールピースに関し、特に干渉の発生を避け、順調度を効果に向上させる目的を達成できるガイドブロックを備えた同調操作ボールピースに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のリニアガイド装置は、工業面において多く応用されつつ、リニアフィード伝動として高い精密度効果を必要とする他、摩擦の損耗率の小さい、エネルギー転換率の高い、または騒音が少なく、かつ高い剛度で壊れ難いなどの利点を有すべきであるため、各リニアガイド装置は従来の各工業に使用される応用機具などにとって、その重要性は言うまでもない。
【０００３】
従来、軸受を備えた各リニアガイド装置は、主にスライダ、ガイドウェイおよび転がり素子を利用して直線運動または回転運動を行うことであるが、
１．  スライダがガイドウェイに離れたとき、スライダからの転がり素子が脱落するのを防止すること、
２．  転がり素子が互いに接触して摩擦抵抗力が増加するのを回避すること、
３．  各転がり素子が整列して定位されることによって滑らかな運動が得られること
を達成するためには、通常、転がり素子をチェイン状の同調操作ボールピースに逐一配置して前記ボールピースによる転がり素子間の間隔を利用してその目的を達成させる。
【０００４】
今まで、よく見られた一般の従来技術では、図１および図２に示すように、その同調操作ボールピース１０がスペーサ１１および接続部１２により構成され、さらに同調操作ボールピース１０のスペーサ１１の両端にリング状サイド角が現れるものであり、同調操作ボールピース１０がスライド案内装置に運動する際、以下の状況が発生する。
【０００５】
その一：  同調操作ボールピース１０が、負荷側の還流経路Ａから運動して方向回転部Ｂに入った場合、同調操作ボールピース１０の両末端は、両スペーサ１１と接続部１２とからなっているため、該スペーサ１１および接続部１２の両端はともにリング状サイド角が現れる。また、その運動方向は、まず直行方向で方向回転部Ｂに入って方向回転部の還流溝壁Ｂ１に接触してから、再び方向回転部の還流溝壁Ｂ１に沿って回転運動図１に示すようにする。そして、同調操作ボールピース１０のスペーサ１１および接続部１２の両端は、直行方向の関係で方向回転部の開口部Ｄ（組合間隙）に衝突する。したがって、同調操作ボールピース１０が方向回転部Ｂにうまくガイドすることができず、滑らかな運動を達成できないため、その順調度が悪くなる。
【０００６】
その二：  同調操作ボールピース１０は、方向回転部Ｂから運動して負荷側の還流経路Ａまで入ると、同調操作ボールピース１０の両末端が両スペーサ１１から構成されているため、該スペーサ１１および接続部１２の両端の何れもリング状サイド角が現れる。またその運動方向は接線方向で負荷側の還流経路Ａに入った後、転がり溝壁Ｃと接触して再び負荷側の還流経路Ａに沿って直線運動（図２に示すように）をする。したがって、同調操作ボールピース１０のスペーサ１１および接続部１２の両端はともに接線方向において転がり溝壁Ｃに衝突することになるため、同調操作ボールピース１０をうまく負荷側の還流経路Ａへガイドすることができず、なお滑らかな運動に達成できないため、転がり素子１３の順調度不良の状況になる。
【０００７】
その三：  前記の従来の同調操作ボールピース１０が循環的に運動される場合、転がり素子１３が衝突を受け干渉に影響され、所定経路での運動ができず、運動の時、数多くの衝突および回折により、その順調度がひどく影響される。
【０００８】
前記の困難を突破するために、市場では図３ないし図４に示すアメリカ特許第６，１５５，７１８号が研究開発して設計されている。この同調操作ボールピース１０は、同じくスペーサ１１および接続部１２から構成され、また同調操作ボールピース１０の接続部１２の両端部１２１に循環的ガイドするための面取り案内部１２２が形成され、さらに、スペーサ１１の両端に面取りを製作する。このような従来の技術は、数多くの運動による衝突または回折の問題が解決されるが、その操作の過程において、依然として下記のような改善すべき状況を呈している。
【０００９】
その一：  同調操作ボールピース１０は、負荷側の還流経路から運動して方向回転部に入る。このとき、接続部１２が面取り案内部１２２を、スペーサ１１が面取り１１１を、それぞれ有しているが、接続部１２とスペーサ１１との接触部は尚垂直部の構成およびサイド角を有しているので、接線方向で運動しても滑らかな運動ができず、開口部と組合間隙部との干渉を生じ順調度不良の状況まで至ってしまう。
【００１０】
その二：  接続部１２とスペーサ１１との接触部は、垂直部の構成を有するだけでなく、スペーサ１１の外形寸法は、同調操作ボールピース１０より小さいが、該接続部１２の外形寸法は、同調操作ボールピース１０より大きく形成されるため、両部材を合わせても、転がり素子１３を順調で緩やかに導引することができず、循環的に操作される際に所定経路での運転を保持することが難しく、転がり素子１３がより大きい間隙の衝突を受けてから同調操作ボールピース１０を操作経路に正しく導引するが、滑らかな運動には、その順調度は好ましくない上、はっきりした騒音を引き起すことにもなる。
【００１１】
リニアガイド装置の設計は、各素子間の循環的な運動をより完全化させるために、何れもボールピースについてより競争力のある製品を研究開発しつつ、そして、前記に関する議題を有効に解決するためにも、本願の発明者は、今までリニアガイド装置の分野において積重ねる様々の研究開発技術及び経験を生かして、操作上の衝突または良い導引効果の面から努力して、漸く斬新的なガイドブロックを備えた同調操作ボールピース１０を見出した。
【特許文献１】アメリカ特許第６，１５５，７１８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、主にリニアガイド装置の操作順調度および安定性を保持するガイドブロックを備えた同調操作ボールピースを提供することを目的とする。
【００１３】
本発明はまた、所定経路での運転を有効に導引し、衝突による干渉を回避できるガイドブロックを備えた同調操作ボールピースを提供する目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記の目的を達成するために、本発明のガイドブロックを備えた同調操作ボールピース１０は、帯状の連結ベルト、および端部に固定されたガイドブロックを含み、該ガイドブロックは転がり素子の軌道壁面に対応して円弧面が形成される。該同調操作ボールピースは、ガイドブロックの導引により軌道壁面と衝突干渉せず、リニアガイド装置の操作順調度並びに安定性を保持することができる。
【００１５】
本発明のガイドブロックを備えた同調操作ボールピースは、転がり素子の軌道壁面に対応して円弧面が成形され、さらに、ガイドブロックの外形寸法は、スペーサの外形寸法と転がり素子の外形寸法の間にある。よって、このガイドブロックの外形寸法により衝突距離を縮小させ、転がり素子が所定経路に順調に導引して運転されるため、転がり素子の跳ね返り衝突を間接的に低減させ、転がり素子との衝突騒音を減少させ、この塊状のガイドブロックの円弧面が軌道壁面との衝突による干渉が発生しなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明に係る、達成しようとする前記の目的、採用される技術、手段およびその他の効果について、より好ましい実施例を列挙して構造図面、実験図面および実験データを合わせて下記のように詳しく説明することにより、本発明の目的、特徴及びその他の優点をより深く、かつ具体的に理解できると確信する。
【００１７】
図５、６、７および８を参照するように、本発明のガイドブロックを備えた同調操作ボールピース２０は、少なくとも複数のスペーサ２１、帯状の連結ベルト２２及び二つのガイドブロック３０を含み、さらに、複数の転がり素子４０に合わせてリニアガイド装置５０の軌道５１内に取り付けられ、該リニアガイド装置５０は、ガイドウェイ５２、スライダ５３およびエンドカバー５４から構成されるもの（リニアガイド装置の組成は、単なる一般の慣用技術であるため、その説明を省略する）である。
【００１８】
前記同調操作ボールピース２０は、複数のスペーサ２１および両側の連結ベルト２２が含まれ、両側の連結ベルト２２が複数のスペーサ２１の両側に結合され、かつスペーサ２１が軌道５１の操作方向に対応して転がり素子４０の間に保持される。帯状の同調操作ボールピース２０は、転がり素子４０に合わせてリニアガイド装置５０の軌道５１内に循環するように操作される。
【００１９】
前記ガイドブロック３０は、同調操作ボールピース２０の両端のスペーサ２１の外側端に固定され（本実施例は、一体に射出成形によりなるものであるため、ガイドブロックの中央に離型用通孔を予設する）、該ガイドブロック３０は、リニアガイド装置５０の軌道５１の壁面に対応して滑らかな円弧面３１が形成され、またガイドブロック３０の外形寸法は前記同調操作ボールピース２０のスペーサ２１の外形寸法と前記転がり素子４０の外形寸法の間にあり、前記の構造および技術は、本発明の重要な構造および技術の詳細な説明である。
【００２０】
本発明の実施例における優点を採用する説明および操作時の効果について、以下の説明する。
【００２１】
本発明は、スライドウェイ５２、スライダ５３、エンドカバー５４、複数の転がり素子４０、同調操作ボールピース２０おより二つのガイドブロック３０から構成され（各図面に示すように）、スライドウェイ５２は、その軸方向に沿って転がり素子４０を回転するための第１の転がり溝５２１が設けられ、前記スライダ５３は、スライドウェイ５２上に架設され、その軸方向に転がり素子４０を回転させるための第２の転がり溝５３１が設けられる。第２の転がり溝５３１とスライドウェイ５２の第１の転がり溝５２１とは、互いに対応して負荷側の還流経路５１１が形成され、さらに、スライダ５３上に転がり素子４０が回転運動するための非負荷側の還流経路５１２が設けられている。前記エンドカバー５４がスライダ５３の両端に架設され、該エンドカバー５４上に、負荷側の還流経路５１１、非負荷側の還流経路５１２と完全的な転がり素子の循環軌道５１を形成するための方向回転部５４１が設けられる。
【００２２】
本発明の操作時、帯状の同調操作ボールピース２０は、前記転がり素子４０に合わせてリニアガイド装置５０の軌道５１内に循環するように操作され、また、二つのガイドブロック３０が同調操作ボールピース２０の両端のスペーサ２１の外側端に固定され、該ガイドブロック３０がリニアガイド装置の軌道５１の壁面に対応する滑らかな円弧面３１が成形される。したがって、転がり素子４０の操作時、ガイドブロック３０により負荷側の還流経路５１１または非負荷側の還流経路５１２上に順調に導引され、該ガイドブロック３０の壁面に成形される滑らかな円弧面３１は、前記リニアガイド装置５０の軌道５１の壁面に対して摺動し、サイド角による干渉の問題が生じてこないため、本発明は、リニアガイド装置の操作順調度並びに安全性を効果的に保持することは確実である。
【００２３】
特別に説明すべきことは、本発明におけるガイドブロック３０の外形寸法は、同調操作ボールピース２０のスペーサ２１の外形寸法と前記転がり素子４０の外形寸法の間にあり、本実施例により、さらにガイドブロック３０と同調操作ボールピース２０とを一体化させているので、本発明は、循環軌道５１に取り付け無限循環運動をする際に、前記エンドカバー５４の方向回転部５４１と負荷側の還流経路５１１とは、なおかなり大きな接線違いが存在している。本発明のガイドブロック３０は、滑らかな円弧面３１を運用することにより、各開口部および曲がり部を摺動して通過することができ、さらにガイドブロック３０の外形寸法は、後方の転がり素子４０と軌道５１の壁面との衝突距離を縮小でき、騒音並びに跳ね返ることを低減することができる。したがって、本発明のガイドブロック３０の転がり素子４０およびスペーサ２１に介する外形寸法は、同調操作ボールピース２０が元の設定された循環的運転軌道に強制に操作され、同調操作ボールピース２０が運転の時、先端、末端のスペーサが小さく形成された時による大きな衝突距離の発生を避けることができるので、転がり素子が軌道に循環する際に発生する衝突、騒音を有効に低減することができる。
【００２４】
最後、再び、本発明の効果を結合して運動状態を以下のように説明する。
その一、図７を参照するように、同調操作ボールピースは、負荷側の還流経路５１１から運動して方向回転部５４１に入ると、同調操作ボールピース２０の両末端にガイドブロックが設置されているので、同調操作ボールピース２０が直行運動して先端のガイドブロック３０が方向回転部５４１の還流溝壁に接触する際、ガイドブロック３０の円弧面３１の導引作用を利用し、まず方向回転部５４１の還流溝壁に沿って回転運動を行い、さらに全同調操作ボールピース２０をリードして循環運動を行うことにより、同調操作ボールピース２０のスペーサ２１が方向回転部５４１に衝突することによる操作の不順調が避けられ、滑らかな運動の目的を達成できる。
【００２５】
その二、図８を参照するように、同調操作ボールピース２０は、方向回転部５４１から運動して負荷側の還流経路５４１に入ると、同調操作ボールピース２０の両末端にガイドブロックが設置されているので、同調操作ボールピース２０は、接線方向で運動して先端のガイドブロック３０が負荷側の還流経路５１１に接触する際、ガイドブロック３０の導引作用を利用し、まず負荷側の還流経路５１１に沿って直線運動を行い、さらに全同調操作ボールピース２０と転がり素子４０とをリードして循環運動を行うことにより、同調操作ボールピース２０のスペーサ２１が負荷側の還流経路５１１に衝突するによる操作の不順調が避けられ、同じく滑らかな運動の目的を達成できる。
【００２６】
最後に、図９Ａ〜図９Ｊにおける本発明のガイドブロックの実施可能な形態を示す立体図を参照すると、本発明のガイドブロック３０の円弧面３１の形態は、球体、半球体、切頭球体、切頭円錐体、円錐体、楕円体、半楕円体、切頭楕円体の、各種の円弧面３１の形態の何れも本発明の目的を達成できる。その最大直径は、転がり素子の直径よりやや小さく、また、その最大直径は同調操作ボールピース２０のスペーサ２１よりやや大きく形成され、また前記の何れの実施形態は一体射出成形によることも可能で、また各ガイドブロックの中央に離型用通孔を予設することもできる。
【００２７】
前記を総じて、本発明は、帯状の連結ベルト、複数のスペーサおよびその端部に固定されたガイドブロックが含まれ、該ガイドブロックは、転がり素子の軌道に対応する壁面が円弧面に成形され、かつガイドブロックの外形寸法は、スペーサの外形寸法と転がり素子の外形寸法の間にあるため、ガイドブロックの導引により当該同調操作ボールピースが軌道壁面との衝突干渉せずにリニアガイド装置の操作順調度並びに安定性を保持することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
したがって、本発明は、既に産業上の利用可能であることは明らかで、また本実施例に開示された技術特徴においても出願前の諸刊行物またはメディアに開示されず、また公開に使用することもなく、その付加的な効果の増進も損なうことができないので、本発明は、「新規性」及び「進歩性」の何れも特許としての要件に合致しており、審査を通じて逸早く許可されることを期する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第１の従来の同調操作ボールピースが方向回転部に入り、操作する見取図。
【図２】第１の従来の同調操作ボールピースが第１の転がり溝に入り、操作する見取図。
【図３】第２の従来のＵＳＰ６，１５５，７１８の同調操作ボールピースの側面図。
【図４】第２の従来のＵＳＰ６，１５５，７１８の同調操作ボールピースの他の側面図。
【図５】本発明の実施例の同調操作ボールピースの側面図。
【図６】本発明の実施例の同調操作ボールピースの他の側面図。
【図７】本発明の実施例の同調操作ボールピースが方向回転部に入り操作する見取図。
【図８】本発明の実施例の同調操作ボールピースが第１の転がり溝に入り操作する見取図。
【図９Ａ】本発明のガイドブロックの実施可能な形態を示す立体図。
【図９Ｂ】本発明のガイドブロックの実施可能な形態を示す立体図。
【図９Ｃ】本発明のガイドブロックの実施可能な形態を示す立体図。
【図９Ｄ】本発明のガイドブロックの実施可能な形態を示す立体図。
【図９Ｅ】本発明のガイドブロックの実施可能な形態を示す立体図。
【図９Ｆ】本発明のガイドブロックの実施可能な形態を示す立体図。
【図９Ｇ】本発明のガイドブロックの実施可能な形態を示す立体図。
【図９Ｈ】本発明のガイドブロックの実施可能な形態を示す立体図。
【図９Ｉ】本発明のガイドブロックの実施可能な形態を示す立体図。
【図９Ｊ】本発明のガイドブロックの実施可能な形態を示す立体図。
【符号の説明】
【００３０】
＜従来技術＞
１０    スペーサ                      １１    スペーサ
１２    接続部                          Ａ    負荷側の還流経路
Ｂ    方向回転部                      Ｂ１     還流溝壁
Ｃ    転がり溝壁
１２１    両端部                      １２２    面取り案内部
１１１    面取り
＜本発明＞
２０    同調操作ボールピース          ２１    スペーサ
２２    連結ベルト
３０    ガイドブロック                ３１    円弧面
４０    転がり素子
５０    リニアガイド装置                  ５１    軌道
５１１    負荷側の還流経路            ５１２    非負荷側の還流経路
５２    ガイドウェイ                ５２１    第１の転がり溝
５３    スライダ                    ５３１    第２の転がり溝
５４    エンドカバー                ５４１    方向回転部
【図１】
2008101661.tif 000003
【図２】
2008101661.tif 000004
【図３】
2008101661.tif 000005
【図４】
2008101661.tif 000006
【図５】
2008101661.tif 000007
【図６】
2008101661.tif 000008
【図７】
2008101661.tif 000009
【図８】
2008101661.tif 000010
【図９Ａ】
2008101661.tif 000011
【図９Ｂ】
2008101661.tif 000012
【図９Ｃ】
2008101661.tif 000013
【図９Ｄ】
2008101661.tif 000014
【図９Ｅ】
2008101661.tif 000015
【図９Ｆ】
2008101661.tif 000016
【図９Ｇ】
2008101661.tif 000017
【図９Ｈ】
2008101661.tif 000018
【図９Ｉ】
2008101661.tif 000019
【図９Ｊ】
2008101661.tif 000020