(57)【要約】【課題】ボールのスムースな転動を阻害することなくスライダに対するボール保持器のより優れた拘束力を高めることの可能な直動案内装置を提供する。【解決手段】ボール保持器１０は、ガイドレールＧのボール転動溝１の逃げ溝２内に収納される直線部１５と、該直線部１５の両端に形成された係止部１６とを備え、該係止部１６は、直線部１５から連続して延設された第１の湾曲部１６ａと第２の湾曲部１６ｂからなり、エンドキャップＥには、湾曲路６に対応する外周面に外周溝１３を設け、該外周溝１３には、前記ボール保持器１０の第２の係止部１６ｂと嵌合係止する被係止部１７を備えてなる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
側面に軸方向のボール転動溝を有し、その転動溝の溝底に軸方向の逃げ溝を備えてなるガイドレールと、
前記ガイドレールのボール転動溝に対向するボール転動溝を内周面に有し、ガイドレール上に軸方向相対移動可能に跨架されたスライダとで構成されており、
前記スライダは、内側面の前記ボール転動溝とともにこれに平行な軸方向の貫通孔からなるボール戻り通路を袖部肉厚内に有するスライダ本体と、スライダ本体の両端面に接合され、裏面の接合面に前記ボール戻り通路とボール転動溝とを連通せしめる半ドーナツ形状の湾曲路を有するエンドキャップとを備え、
前記ガイドレールのボール転動溝とスライダのボール転動溝とによって形成される負荷ボール転動路と、前記ボール戻り通路と、前記湾曲路とで左右対称に無限循環路が構成され、無限循環路内に多数のボールが転動可能に組み込まれるとともに、前記スライダに装着されてボールの脱落を防止するボール保持器を備えてなる直動案内装置において、
前記ボール保持器は、前記ガイドレールのボール転動溝の逃げ溝内に収納される直線部と、該直線部の両端に形成された係止部とを備え、
該係止部は、直線部から連続して延設された鋭角に折り返される第１の湾曲部と、該第１の湾曲部に連結し、これと逆方向に湾曲する第２の湾曲部とを少なくとも備え、
前記エンドキャップには、前記湾曲路に対応する外周面に外周溝を設け、
該外周溝には、前記ボール保持器の第２の湾曲部と嵌合係止する少なくとも１つの被係止部を備えてなる、
ことを特徴とする直動案内装置。
【請求項２】
ボール保持器の係止部は、直線部から延設され、該直線部内面方向に鋭角に湾曲した第１の湾曲部と、該第１の湾曲部から延設され、該第１の湾曲部の湾曲方向と逆方向に湾曲した第２の湾曲部とで側面視略Ｓ字形状に構成され、
前記ボール保持器の係止部が係止されるエンドキャップの外周溝に設けた被係止部は、前記第１の湾曲部が対向可能な逃げ部と、第２の湾曲部が係止可能な被係止湾曲部とで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の直動案内装置。
【請求項３】
ボール保持器の直線部は、湾曲形状となっており、その直線部長さは、両端の係止部を被係止部に係止した時に直線形状となる長さに設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の直動案内装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直動案内装置、特にガイドレールとスライダとの間で循環配置されるボールを脱落しないように保持するボール保持器の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に開示の直動案内装置が知られている。
この直動案内装置を図５乃至図７に基づいて説明すると、平行な両側面にボールＢが転動可能な軸方向のボール転動溝１，１を有し、その転動溝１の溝底全長にわたり、断面視半円形の軸方向の逃げ溝２を備えて直線状に延びるガイドレールＧと、前記ガイドレールＧのボール転動溝１に対向するボール転動溝３を内周面に有し、ガイドレールＧ上に軸方向相対移動可能に跨架された正面視略逆凹形状のスライダＳとで構成されており、前記スライダＳは、内側面の前記ボール転動溝３とともにこれに平行な軸方向の貫通孔からなるボール戻り通路４を袖部５肉厚内に有するスライダ本体Ｓ１と、スライダ本体Ｓ１の両端面に接合され、裏面の接合面に前記ボール戻り通路４とボール転動溝３とを連通せしめる半ドーナツ形状の湾曲路６を有するエンドキャップＥ，Ｅとを備え、前記ガイドレールＧのボール転動溝１とスライダＳのボール転動溝３とによって形成される負荷ボール転動路７と、前記ボール戻り通路４と、前記湾曲路６とで左右対称に無限循環路８が構成され、無限循環路８内に多数のボールＢが転動可能に組み込まれるとともに、前記スライダＳに装着されてボールＢの脱落を防止するボール保持器１０を備えて構成されている。
【０００３】
前述した従来構成のボール保持器１０は、断面円形の線材をもって形成されており、スライダ本体Ｓ１の両端面に接合される両エンドキャップＥ，Ｅ間にわたる長さに形成され、前記ガイドレールＧのボール転動溝１の逃げ溝２内に収納される直線部１１と、該直線部１１の両端に形成された一つの円弧部からなる側面視半円形状の単一の係止部１２，１２とを備えて構成されている。
そして前記エンドキャップＥには、前記湾曲路６に対応する円弧状の単一の外周溝１３を設け、該外周溝１３は、前記ボール保持器１０の単一の係止部１２が嵌合係止する被係止部として機能している。
【０００４】
このボール保持器１０の嵌着構造は、ボールＢのスムースな転動を確保し、かつ容易に抜脱しない構成とするのが好ましい。
そして、このような従来の直動案内装置に用いられているボール保持器１０の嵌着構造は、
(1)エンドキャップＥの外周溝（以下、被係止部として説明する。）１３に係止部１２が係止されて嵌着される際に、その被係止部１３の壁面の一部に形成された溝幅を狭める突起１４により拘束力を付与するものとしている（図６参照。）。
(2)また、被係止部１３の溝底に対して押圧力を持って係止されるように寸法設計されている。すなわち、スライダ本体Ｓ１の両端面に接合される両エンドキャップＥ，Ｅの被係止部１３，１３間の寸法Ｌ１に対し、非装着時のボール保持器１０両端の係止部１２，１２間の寸法Ｌ２を僅かに短くなるように寸法設計し、弾性力をもって嵌着されるようにして拘束力を付与するものとしている（図６及び図７参照）。
【０００５】
しかし、(1)の技術的手段によれば突起１４により拘束力を得ることが出来るが、スライダＳに対するボール保持器１０のより優れた拘束力（嵌着力）を切望するニーズがあり、また(2)の技術的手段にあっては、図７に示すように、係止部１２付近の直線部１１がボールＢの方向（図中矢印Ｘ１方向）に湾曲し、ボールＢに干渉してボールのスムースな転動を阻害する虞があるため、その寸法設計に慎重を期す必要があった。
【特許文献１】特開平８−９３７６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、ボール保持器の係止部構造とエンドキャップの被係止部構造の改良により、ボールのスムースな転動を阻害することなくスライダに対するボール保持器のより優れた拘束力を高めることの可能な直動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】
【０００７】
上記課題を達成するために、本発明の第一の発明は、側面に軸方向のボール転動溝を有し、その転動溝の溝底に軸方向の逃げ溝を備えてなるガイドレールと、
前記ガイドレールのボール転動溝に対向するボール転動溝を内周面に有し、ガイドレール上に軸方向相対移動可能に跨架されたスライダとで構成されており、
前記スライダは、内側面の前記ボール転動溝とともにこれに平行な軸方向の貫通孔からなるボール戻り通路を袖部肉厚内に有するスライダ本体と、スライダ本体の両端面に接合され、裏面の接合面に前記ボール戻り通路とボール転動溝とを連通せしめる半ドーナツ形状の湾曲路を有するエンドキャップとを備え、
前記ガイドレールのボール転動溝とスライダのボール転動溝とによって形成される負荷ボール転動路と、前記ボール戻り通路と、前記湾曲路とで左右対称に無限循環路が構成され、無限循環路内に多数のボールが転動可能に組み込まれるとともに、前記スライダに装着されてボールの脱落を防止するボール保持器を備えてなる直動案内装置において、
前記ボール保持器は、前記ガイドレールのボール転動溝の逃げ溝内に収納される直線部と、該直線部の両端に形成された係止部とを備え、
該係止部は、直線部から連続して延設された鋭角に折り返される第１の湾曲部と、該第１の湾曲部に連結し、これと逆方向に湾曲する第２の湾曲部とを少なくとも備え、
前記エンドキャップには、前記湾曲路に対応する外周面に外周溝を設け、
該外周溝には、前記ボール保持器の第２の湾曲部と嵌合係止する少なくとも１つの被係止部を備えてなる、ことを特徴とする直動案内装置としたことである。
【０００８】
第二の発明は、第一の発明において、ボール保持器の係止部は、直線部から延設され、該直線部内面方向に鋭角に湾曲した第１の湾曲部と、該第１の湾曲部から延設され、該第１の湾曲部の湾曲方向と逆方向に湾曲した第２の湾曲部とで側面視略Ｓ字形状に構成され、
前記ボール保持器の係止部が係止されるエンドキャップの外周溝に設けた被係止部は、前記第１の湾曲部が対向可能な逃げ部と、第２の湾曲部が係止可能な第２の被係止湾曲部とで構成されていることを特徴とする直動案内装置としたことである。
【０００９】
第三の発明は、第一及び第二のいずれかの発明において、ボール保持器の直線部は、湾曲形状となっており、その直線部長さは、両端の係止部を被係止部に係止した時に直線形状となる長さに設定されていることを特徴とする直動案内装置としたことである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ボールのスムースな転動を阻害することなくスライダに対するボール保持器のより優れた拘束力を高めることの可能な直動案内装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明直動案内装置の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。なお、本実施形態は本発明の一実施形態にすぎず、これに限定解釈されるものではなく本発明の範囲内で設計変更可能である。なお、本発明の直動案内装置（リニアガイド装置ともいう。）は、例えば、油圧機器、空圧機器、半導体等の電子部品の製造設備、電算機周辺機器、及び測定用機器などに使用されるものであって、特にその寸法には限定されないが、比較的小型の直動案内装置（小型リニアガイド装置）などに好適に使用可能である。
【００１２】
図１はスライダにボール保持器を嵌着した状態の概略断面図、図２はスライダにボール保持器を嵌着した状態の概略正面図、図３は要部を拡大して示す概略断面図、図４はボール保持器の側面図である。
本発明の直動案内装置は、ボール保持器１０とエンドキャップＥの嵌着構造に新規有用な技術的手段を講じているもので、ガイドレールＧ及びスライダＳの全体構成などにあっては特に限定されず、本発明の範囲内で設計変更可能である。本実施形態では、ボール保持器１０とエンドキャップＥの嵌着構造に掛かる部分以外の構成については先の背景技術の欄で説明した構成を援用し、その部分についての説明は省略する。
以下、本発明の要旨であるボール保持器１０とエンドキャップＥの嵌着構造を中心に説明する。
【００１３】
ボール保持器１０は、図１乃至図４に示すように、断面視円形の線材（例えばバネ鋼など）を持って一体成形されており、ガイドレールＧのボール転動溝１の逃げ溝２内に収納される直線部１５と、該直線部１５の両端に形成され、エンドキャップＥの外周溝１３に形成された被係止部１７に係止される係止部１６とを備え、該それぞれの係止部１６は、直線部１５から連続して延設された複数の湾曲部からなる。
【００１４】
本実施例では、直線部１５から延設され、該直線部内面１５ａ方向に向けて鋭角に湾曲した第１の湾曲部１６ａと、該第１の湾曲部１６ａから延設され、該第１の湾曲部１６ａの湾曲方向（図３で矢印Ｒ１で示す方向）と逆方向（図３で矢印Ｒ２で示す方向）に湾曲した第２の湾曲部１６ｂとで側面視略Ｓ字形状に構成されている。
【００１５】
直線部１５は、本実施例では、図４に示すように両湾曲部１６ａ，１６ａから直線部１５の中心に向かって緩やかなカーブ（図４で下方に向けて凸の円弧状）をもって形成された湾曲形状となっており、その直線部１５の長さは、両端の係止部１６を被係止部１７に係止した時に、図３（ｂ）に示すように直線形状となる長さに設定されている。
なお、本実施例では、上述した通りに湾曲形状に形成されているが、湾曲形状に形成されていないものであっても本発明の範囲内であり、適宜設計変更可能である。
【００１６】
第１の湾曲部１６ａは、直線部１５の端部から立ち上がるとともに、該直線部１５の内面１５ａ方向に向けて所定の寸法θを持って鋭角に湾曲して形成されている。
また、第１の湾曲部１６ａの寸法θは、特に限定解釈されるものではないが、被係止部１７に十分な押圧力（拘束力）をもって係止されるためには、３０°〜４５°の範囲に設定されるのが好ましく、その寸法θは、第１の湾曲部１６ａに負荷したい押圧力により任意に設定すれば良い。
【００１７】
また、第１の湾曲部１６ａ及び第２の湾曲部１６ｂの曲率半径についても特に限定解釈されるものではないが、被係止部１７に十分な押圧力をもって係止されるという効果を得るためには、湾曲部６の外周の曲率半径の半分以下にするのが好ましい。例えば、これらの曲率半径を、本実施例の場合のように、ボールＢの半径より小さくすると好ましい。あるいは、本実施例の場合のように、カーブの中心線の曲率半径が、ボール保持器１０の太さの２倍以下にするのが好ましい。
あるいは、第２の湾曲部１６ｂの最も底の部分（エンドキャップＥのスライダ本体Ｓ１との接合面に最も近い部分）のスライダＳの幅方向での位置が、ボール循環路の中心位置より内側（ガイドレールＧ寄りの側）、より好ましくは本実施例の場合のように負荷ボール転動路の範囲内に、位置させるような形状とするのが好ましい。
なお、これらを満たす場合、第１の湾曲部１６ａと第２の湾曲部１６ｂとを直線部を介してつなぐようにしてもよい。
【００１８】
第２の湾曲部１６ｂは、前記第１の湾曲部１６ａから第１の湾曲部１６ａの湾曲方向Ｒ１と反対の方向（逆方向）Ｒ２に湾曲して形成されている。この場合、第２の湾曲部１６ｂの湾曲角度は特に限定されず、第１の湾曲部１６ａのように鋭角に形成されているものでなくともよく、被係止部１７に係止可能な角度をもって形成されている。
【００１９】
エンドキャップＥには、前記湾曲路６に対応する外周面に外周溝１３を設け、該外周溝１３の一部が係止部１６を嵌合係止する被係止部１７を構成する。
前記被係止部１７は、本実施例では、前記ボール保持器１０に備えられる第１の湾曲部１６ａに対向する逃げ部１７ａと、第２の湾曲部１６ｂが係止可能な被係止湾曲部１７ｂとで構成されている。
【００２０】
また、被係止部１７に対し、係止部１６を係止させたとき、押圧力を持って係止されるように寸法設計されている。すなわち、非装着時のボール保持器１０の形状は、係止部１６が被係止部１７に対して干渉するような形状に寸法設計されている。例えば、本実施例では、非装着時のボール保持器１０の左右の第２の湾曲部１６ｂの底間の距離が、スライダ本体Ｓ１の両端面にエンドキャップＥ、Ｅが接合された状態での左右のエンドキャップＥ、Ｅの被係止湾曲部１７ｂの溝底間の距離よりも僅かに短くなるように寸法設計し、弾性力をもって嵌着されるようにして拘束力を付与するようにしている。  
【００２１】
また、本実施例では、エンドキャップＥには、湾曲路６の開口端からガイドレールＧのボール転動溝１内に突出してボールＢを掬い上げるボール掬い上げ突部１８が備えられており、このボール掬い上げ突部１８は、ガイドレールＧの逃げ部２と対向する面部１９に、ボール保持器１０の直線部１５を案内するとともに、前記外周溝１３と連続する断面視円弧状のガイド溝２０を凹設している。
このガイド溝２０は、本実施例によれば、第１の湾曲部１６ａ付近の直線部１５をボール直径以上の直線長さで接触している。このように、ボール掬い上げ突部１８の面部１９とガイド溝２０が比較的長い距離で直線部１５と接触しているため、第１の湾曲部１６ａ付近の直線部１５のボール方向への湾曲防止に寄与している。
【００２２】
従って、本実施例によれば、上記のように被係止部１７に対し、係止部１６の第２の湾曲部１６ｂに干渉するような設計寸法としているので、装着時に弾性変形による拘束力を持って係止される。特に、本実施例では、鋭角に湾曲した第１の湾曲部１６ａよりも先端側で第２の湾曲部１６ｂが被係止部１７に引っ掛る構成を採用しているため、第２の湾曲部１６ｂがエンドキャップＥの被係止部１７にボールＢから離れる方向（図３で矢印Ｘ２で示す方向）に強い拘束力を持って係止され、ボール保持器１０のズレなどによるボール保持力の低下を防止し得る。
【００２３】
第１の湾曲部１６ａを鋭角に折り曲げこれに連続させて逆方向に折り曲げた第２の湾曲部１６ｂを形成し、Ｓ字状の係止部１６とすることにより、第２の湾曲部１６ｂが被係止湾曲部１７ｂに強い拘束力で係止される。さらに、第１の湾曲部１６ａ及び第２の湾曲部１６ｂで形成されるＳ字状の係止部１６は湾曲路６の外周の曲率半径と比べて十分に小さい曲率半径で折り曲げられている。したがって、例えば、特許文献１に示されるような係止部の場合と比べて、装着に際しての弾性変形に対する抵抗力が大きいため、同じ変形量で比較した場合、より大きな拘束力を持って係止することができる。
【００２４】
本実施例では、係止部１６と被係止部１７をそれぞれ第１の湾曲部１６ａ，第２の湾曲部１６ｂ及び逃げ部１７ａ，被係止湾曲部１７ｂとで構成しているが、このような係止部１６及び被係止部１７をそれぞれ複数有する構成としてもよく、特にその数に限定されるものではない。また、符号１７ａ部分を逃げ部とせずに、この部分が第１の湾曲部１６ａと係止するようにしてもよい。
【００２５】
また、本実施例では、上述したように、ボール保持器１０の直線部１５を非装着時において、ボールＢから離れる方向（図３で矢印Ｘ２で示す方向）に湾曲し、装着時において直線状となるように構成することにより、エンドキャップＥの被係止部１７に対するボール保持器１０の押圧力をより大きく設定することが可能となる。
すなわち、より大きな押圧力による、より安定したボールＢの保持と、直線部１５のボールＢへの干渉防止とを両立できる。
従って、ボール保持器１０の第１の湾曲部１６ａ付近の直線部１５がボール方向Ｘ１に湾曲することがなく、ボールＢに干渉する虞もないため、ボールＢのスムースな転動をボール保持器１０が阻害する虞もない。
【００２６】
さらに、図示はしないが、それぞれの係止部１６の係止面２１に、係止部立ち上がり方向と直交する方向に延設した一個乃至複数個の係止突条部を備える形態とすることも可能で、このような構成とすることにより、さらなる拘束力の向上が期待できる。なお、このような構成を採用する場合、それぞれの係止部１６に対応する被係止部１７の対向面２２には、前記係止突条部が係止可能な凹溝部を設けるものとする。また、係止突条部と凹溝部は、前記係止面２１と対向面２２のいずれか若しくは双方に設けるものとし、適宜本発明の範囲内で設計変更可能である。
【００２７】
また、本実施例では、第１の湾曲部１６ａと第２の湾曲部１６ｂと被係止部１７とを備え、係止部１６と被係止部１７は、左右両側でそれぞれ同一数ずつ備える形態としているが、これに限定解釈されるものではなく、左右で異なる数ずつ備える形態を採用することも可能で本発明の範囲内である。
【００２８】
また、本発明では比較的小さな変形量で、係止部を係止するための押圧力を得ることができるので、必要とされる押圧力が小さくてすむ場合、直線部１５の変形量も小さくてすむので、必ずしも、本実施例のように、直線部１５の非装着時の形状をボールＢから離れる方向に湾曲させた形状にしなくてもよい。
また、本実施例では、ボール保持器１０を構成する線材の断面形状を円形としているが、これに限られず、例えば、矩形、台形等、適宜の断面形状とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明直動案内装置の一実施例で、スライダにボール保持器を嵌着した状態の概略断面図である。
【図２】スライダにボール保持器を嵌着した状態の概略正面図である。
【図３】要部を拡大して示す概略断面図である。
【図４】ボール保持器の側面図である。
【図５】直動案内装置の概略図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。
【図６】従来の直動案内装置におけるボール保持器とエンドキャップとの嵌着状態を部分的に拡大して示す概略断面図である。
【図７】従来の直動案内装置で、係止部付近の直線部がボール方向へと湾曲し、ボールに干渉している状態を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
Ｇ  ガイドレール
１  ボール転動溝
２  逃げ溝
Ｓ  スライダ
Ｅ  エンドキャップ
６  湾曲路
１０  ボール保持器
１３  外周溝
１５  直線部
１６ａ  第１の湾曲部
１６ｂ  第２の湾曲部
１７  被係止部
【図１】
2008128436.tif 000003
【図２】
2008128436.tif 000004
【図３】
2008128436.tif 000005
【図４】
2008128436.tif 000006
【図５】
2008128436.tif 000007
【図６】
2008128436.tif 000008
【図７】
2008128436.tif 000009