(57)【要約】【課題】組立作業で充填隙間調整を容易にし、保持ピースが作動不良の原因となることを防止できる保持ピース入り直動装置を提供すること。【解決手段】無限循環回路２２を循環する転動体３０の間に、一般保持ピース３２ａ及び球状の特殊保持ピース３２ｂが介在して列３４をなし、特殊保持ピース３２ｂの外径Ｄｓを転動体３０の外径Ｄｂよりも小さくし、特殊保持ピース３２ｂの球面上の周方向に１８０度の間隔をおいて２個の凹部３６ｂを形成し、特殊保持ピース３２ｂは隣接する転動体３０の間に支承された状態で無限循環回路３２を移動可能であり、特殊保持ピース３２ｂは単独でも無限循環回路２２を転動し移動可能な保持ピース入り直動装置であるボールねじ１０を構成する。【選択図】　図１
2004028221.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外方部材と内方部材とが隙間を介して互いに対向しており、これらの外方部材と内方部材との間で無限循環回路がループをなして形成されており、複数の球である転動体と当該転動体の間に介在する保持ピースとからなる列が当該無限循環回路を無限循環し、潤滑剤を当該列と当該無限循環回路に供給可能としており、当該外方部材が当該内方部材に対して相対移動可能に構成された直動装置において、
前記保持ピースのうち少なくとも１個以上が外形が球状の特殊保持ピースからなり、
特殊保持ピースの外径は前記転動体の外径の６０％〜９０％であり、この特殊保持ピースの球面上の周方向に１８０度の間隔をおいて２個の凹部を形成してあり、この凹部は前記転動体の球面と対応した形状をなし、これらの２個の凹部の縁の間の距離を特殊保持ピースの外径の７０％〜９０％の寸法としたことを特徴とする保持ピース入り直動装置。
【請求項２】
外方部材と内方部材とが隙間を介して互いに対向しており、これらの外方部材と内方部材との間で無限循環回路がループをなして形成されており、複数の球である転動体と当該転動体の間に介在する保持ピースが当該無限循環回路を無限循環する列を形成し、潤滑剤を当該列と当該無限循環回路に供給可能としており、当該外方部材が当該内方部材に対して相対移動可能に構成された直動装置において、
前記保持ピースは前記転動体の球面と対応した形状の凹部を有しており、
前記列内において、転動体と転動体が直接隣接する箇所を少なくとも１箇所以上形成したことを特徴とする保持ピース入り直動装置。
【請求項３】
請求項２に記載の保持ピース入り直動装置であって、前記無限循環回路内に充填した全ての前記転動体及び前記保持ピースを相互に隙間なく接触させて１箇所に寄せ集め、且つ前記保持ピースの凹部に隣接する前記転動体の表面を摺接させたと仮定したとき、前記列の最前部と最後尾との間にできた隙間を充填隙間と規定し、
この充填隙間の長手方向長さを前記転動体の外径の０％〜２００％の寸法としたことを特徴とする保持ピース入り直動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転動体の間に保持ピースを介在させた直動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、無限循環回路を無限循環する多数個の転動体の転動を利用した直動装置としてボールねじやリニアガイド等がある。ボールねじは内方部材であるねじ軸と外方部材であるボールナットとを有し、ねじ軸は外周面にねじ溝である転動体転動溝を有して軸方向に延びており、ボールナットはその内周面にねじ軸の転動体転動溝と対向する転動体転動溝を有し、ボールナットがねじ軸と嵌合している。ねじ軸とボールナットの各転動体転動溝の間に挟まれてできた空間が転動体軌道路２０を構成する（図７を参照）。また、ボールナットの肉厚部分には、転動体軌道路２０におおむね接線方向から連通しており、ねじ軸を跨いで１対をなしボールナットの外部に開口する循環孔が形成されている。この１対の循環孔は略Ｕの字形をした転動体チューブで連結されている。これらの転動体軌道路２０、循環孔及び転動体チューブがループ状の無限循環回路２２をなし、多数の鋼球の転動体３０および保持ピース３２が交互に無限循環回路２２に充填されており列３４を構成している。保持ピース３２は外形がおよそ円柱状をなし、その両端には転動体３０の球面と対応した形状の凹部３６がある。この凹部３６に隣接する転動体３０が接触し、保持ピース３２は列３４の進行方向前方の転動体３０を押すとともに、後ろから転動体３０によって押される。そして、無限循環回路２２を列３４が無限循環してボールナットがねじ軸に対して相対移動する。
【０００３】
また、リニアガイドは、軸方向に延設された内方部材である案内レールと、その上に移動可能に跨設された断面がコの字形の外方部材であるスライダとを有する。案内レールの両側面にはそれぞれ軸方向に転動体転動溝が形成されており、スライダのスライダ本体にはその両袖部の内側面にそれぞれ案内レールの転動体転動溝に対向する転動体転動溝が形成されており、案内レールとスライダの各転動体転動溝に挟まれてできた空間が転動体軌道路２０を構成する（図７を参照）。また、スライダ本体の両袖部の内部にはスライダ本体の転動体転動溝と平行に軸方向に貫通する転動体戻し路が形成されており、スライダ本体の軸方向両端部に重ねて取り付けられたエンドキャップには、スライダ本体の転動体転動溝と転動体戻し路を連通させる湾曲路が形成されている。これらの転動体軌道路２０、湾曲路及び転動体戻し路がループ状の無限循環回路２２を構成する。そして、前述のボールナットと同様に、交互に並ぶ転動体３０および保持ピース３２からなる列３４が、無限循環回路２２を無限循環してスライダが案内レールに対して相対移動する。
【０００４】
ここで、充填隙間Ｓとは、無限循環回路２２内に挿入した全ての転動体３０及び保持ピース３２を相互に隙間なく接触させて１箇所に寄せ集めたときに、転動体３０及び保持ピース３２の列３４の最前部と最後尾との間にできた隙間のことをいうものとする。
そして、列３４が無限循環回路２２内を高速で循環するときは、充填隙間Ｓは各転動体３０と各保持ピース３２との間にほぼ均等に分散され、転動体３０と保持ピース３２との間に生じる隙間の長さは比較的小さなものとなり、保持ピース３２が転動体３０の間で転倒などすることは生じない。しかし、列３４が無限循環回路２２内を低速で循環するときは、充填隙間Ｓが列３４内にほぼ均一に分散されずに、充填隙間Ｓが一部の転動体３０と保持ピース３２との間に片寄って集まる場合がある。かかる場合に、充填隙間Ｓが大きなものだと、転動体３０と保持ピース３２の間の隙間の長さが大きくなって、保持ピース３２が転倒等し（図８を参照）、列３４が無限循環回路２２を円滑に循環できなくなる。このような事態を防ぐため、充填隙間Ｓを所定の範囲内の長さに収めている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の個々の直動装置の組立にあっては、充填隙間Ｓを所定の値内に収めるため、その調整を厳格に行う必要がある。この調整では、サイズが異なる保持ピースを用意し、無限循環回路内に挿入する各サイズの保持ピースの数を増減して、充填隙間Ｓの長さを所定の範囲内に収めていた。かかる調整を個々の直動装置について実施する必要があり、調整作業に要する労力が大きくなり、直動装置の組立作業時間も長くなり、直動装置のコストが上昇してしまうという不都合があった。
【０００６】
本発明は、上記した従来の技術の問題点を除くためになされたものであり、その目的とするところは、組立作業において充填隙間の調整を容易なものとし、保持ピースが直動装置の作動不良の原因となることを防止できる保持ピース入り直動装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、その課題を解決するために以下のような構成をとる。請求項１の発明は、外方部材と内方部材とが隙間を介して互いに対向しており、これらの外方部材と内方部材との間で無限循環回路がループをなして形成されており、複数の球である転動体と当該転動体の間に介在する保持ピースとからなる列が当該無限循環回路を無限循環し、潤滑剤を当該列と当該無限循環回路に供給可能としており、当該外方部材が当該内方部材に対して相対移動可能に構成された直動装置において、前記保持ピースのうち少なくとも１個以上が外形が球状の特殊保持ピースからなり、特殊保持ピースの外径は前記転動体の外径の６０％〜９０％であり、この特殊保持ピースの球面上の周方向に１８０度の間隔をおいて２個の凹部を形成してあり、この凹部は前記転動体の球面と対応した形状をなし、これらの２個の凹部の縁の間の距離を特殊保持ピースの外径の７０％〜９０％の寸法とした保持ピース入り直動装置である。
【０００８】
請求項１の発明によると、特殊保持ピースに隣接する２つの転動体の表面が、この特殊保持ピースの凹部をそれぞれ覆って塞ぐと、特殊保持ピースは２つの転動体の間に支承された形となる。転動体に支承されたまま特殊保持ピースは無限循環回路内を循環する。
また、無限循環回路内で列の循環速度が遅くなり、一部の転動体と保持ピースの間の隙間が大きくなることがある。すると、特殊保持ピースは転動体の間に支承されなくなり、無限循環回路に降りる。特殊保持ピースは球状をなすので、単独で無限循環回路を転動し、特殊保持ピースが無限循環回路内で転倒することが防止される。このとき、単独で転動する特殊保持ピースと前後で隣接する転動体の間の距離は、特殊保持ピースの外径とほぼ等しくなり、特殊保持ピースを前後で支承する転動体同士の間の距離よりも大きい。すなわち、転動体と保持ピースの間に拡大した隙間を、単独で転動する特殊保持ピースが埋める。
【０００９】
これにより、後述する充填隙間Ｓが小さく保たれることになり、特殊保持ピース以外の他の保持ピースが転倒することが防止される。
なお、特殊保持ピースの外径が転動体の外径の６０％よりも小さいと、転動体表面と無限循環回路の面との間に形成される隙間に、特殊保持ピースが入り込んでしまい、列が円滑に無限循環回路を循環することを妨げる。また、特殊保持ピースの外径が転動体の外径の９０％よりも大きいと、転動体に支承されて無限循環回路内を循環するときに、無限循環回路を構成する部品と干渉してしまう。さらに、特殊保持ピースの各凹部の縁の間の距離が転動体の外径の７０％よりも小さいと、特殊保持ピースが球体よりも円盤状に近い形状となり、特殊保持ピースが単独で転動しにくくなる。また、特殊保持ピースの各凹部の縁の間の距離が転動体の外径の９０％よりも大きいと、特殊保持ピースの凹部が浅くなり、転動体によって支承されにくくなり、特殊保持ピースは常に転動体と同様に無限循環回路内を転動することとなってしまい、後述の充填隙間Ｓを調整する役割を充分に果たすことが困難となる。このため、特殊保持ピースの外径を転動体の外径の６０％〜９０％の寸法とし、特殊保持ピースの各凹部の縁の間の距離を転動体の外径の７０％〜９０％の寸法とする。
【００１０】
また、特殊保持ピースは外形が球状をなすので、特殊保持ピースに隣接する転動体の間の距離は、特殊保持ピースの外径に応じて大きくなる。このため、転動体軌道路内に存在する特殊保持ピースの数が多くなると、外方部材と内方部材の各転動体転動溝から負荷を受ける転動体の個数が減少し、直動装置の定格荷重の減少が小さくなる。特殊保持ピースの総個数Ｎｓを転動体の総個数Ｎｂの２０％以下とし、列内での特殊保持ピースの位置を均等に分散すると、各転動体転動溝から負荷を受ける転動体の個数は常に一定となり、直動装置の定格荷重の減少は小さくてすみ、直動装置の剛性や寿命の低下が防止される。
【００１１】
なお、列内において、特殊保持ピースを１個だけ配置することが可能である。また、特殊保持ピースを除いた保持ピース及び転動体を、たとえば２等分、３等分、４等分などに等分してグループをつくり、各グループの間に特殊保持ピースを１個配置して列を形成することが可能である。
請求項２の発明は、外方部材と内方部材とが隙間を介して互いに対向しており、これらの外方部材と内方部材との間で無限循環回路がループをなして形成されており、複数の球である転動体と当該転動体の間に介在する保持ピースが当該無限循環回路を無限循環する列を形成し、潤滑剤を当該列と当該無限循環回路に供給可能としており、当該外方部材が当該内方部材に対して相対移動可能に構成された直動装置において、前記保持ピースは前記転動体の球面と対応した形状の凹部を有しており、前記列内において、転動体と転動体が直接隣接する箇所を少なくとも１箇所以上形成した保持ピース入り直動装置である。
【００１２】
請求項２の発明によると、列を形成する転動体の表面には粘性を有する潤滑剤が付着しており、転動体の表面が保持ピースの凹部を覆って塞ぐと、転動体と保持ピースの凹部は潤滑剤の粘性によって密着し貼り付きやすくなる。このため、保持ピースに隣接する２つの転動体がこの保持ピースの凹部にそれぞれ貼り付くと、保持ピースは２つの転動体の間に支承された形となって一体化する。また、保持ピースの凹部と貼り付いた転動体は、この凹部上に摺接しているので円滑に転動可能である。したがって、保持ピースと一体化した転動体は無限循環回路内を転動しつつ移動可能となる。
【００１３】
また、転動体とこれに隣接する転動体とは貼り付きにくい。転動体３０同士の接触はそれぞれの球体表面の非常に狭い面積で生じるだけで、転動体３０同士を貼り付かせるためにグリスの粘性により生じる力は小さなものだからである。このため、無限循環回路を循環する列内では、後述の充填隙間Ｓが隣接しあう転動体の部分に集中し、転動体と保持ピースとの間では隙間を生じにくい。したがって、充填隙間Ｓを有する列であっても、転動体と保持ピースの間に隙間が生じて保持ピースが転倒などすることが防止される。また、充填隙間Ｓの長手方向長さの許容範囲が大きくなる。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項２に記載の保持ピース入り直動装置であって、前記無限循環回路内に挿入した全ての前記転動体及び前記保持ピースを相互に隙間なく接触させて１箇所に寄せ集め、且つ前記保持ピースの凹部に隣接する前記転動体の表面を摺接させたと仮定したとき、前記列の最前部と最後尾との間にできた隙間を充填隙間と規定し、この充填隙間の長手方向長さを前記転動体の外径の０％〜２００％の寸法とした保持ピース入り直動装置である。
【００１５】
充填隙間Ｓの長手方向長さが転動体の外径Ｄｂの２００％の寸法を越えると、保持ピースの数を多くしなければならず、保持ピース入り直動装置の組み立てに時間がかかってしまうとともに、保持ピースが無限循環回路内で引っ掛かったりする不具合の発生する確率が大きくなってしまう。このため、充填隙間Ｓの長手方向長さをＤｂの０％〜２００％の寸法内に収める。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、図１ないし図４を参照して本実施の形態の構成を説明する。
全体を図示しない直動装置であるボールねじ１０があり、図１に示すように、このボールねじ１０は内方部材であるねじ軸１２と外方部材であるボールナット１４を有し、ねじ軸１２は外周面にねじ溝である転動体転動溝１６を有して軸方向に延びており、ボールナット１４はその内周面にねじ軸の転動体転動溝１６と対向する転動体転動溝１８を有し、ボールナット１４がねじ軸１２と嵌合している。各転動体転動溝１６、１８の断面形状は２つの円弧によってそれぞれ形成されており、ゴシックアーチをなす（図４を参照）。ねじ軸１２とボールナット１４の各転動体転動溝１６、１８の間に挟まれてできた空間が転動体軌道路２０を構成する。また、ボールナット１４の肉厚部分には、転動体軌道路２０におおよそ接線方向から連通しており、ねじ軸１２を跨いで１対をなしボールナット１４の外部に開口する循環孔が形成されている。この１対の循環孔は略Ｕの字形をした転動体チューブで連結されている。これらの転動体軌道路２０、循環孔及び転動体チューブがループ状の無限循環回路２２をなし、多数の鋼球の転動体３０、一般保持ピース３２ａ及び特殊保持ピース３２ｂが無限循環回路２２に充填されており列３４を構成している（図１を参照）。
【００１７】
一般保持ピース３２ａは、外形が略円柱形をなし、且つその両側の端面にはそれぞれ転動体の球面に対応した凹部３６ａを有する。また、特殊保持ピース３２ｂは、図２に示すように、外形が球状をなし、その外径Ｄｓは転動体３０の外径Ｄｂの寸法の６０％〜９０％の範囲内にある一定の値である。そして、特殊保持ピース３２ｂの球面上には、周方向に１８０度の間隔をおいて２個の凹部３６ｂを形成してある。各凹部３６ｂの縁は円形をなし、各凹部３６ｂの断面は転動体３０の球面に対応した円弧によって形成されている。これらの凹部３６ｂの縁の間の距離Ｌｓは、特殊保持ピース３２ｂの外径Ｄｓの７０％〜９０％の範囲内の一定の寸法である。なお、図２（ｉ）は、特殊保持ピース３２ｂの正面図であり、図２（ｉｉ）は特殊保持ピース３２ｂの側面図である。
【００１８】
また、列３４内において、転動体３０同士の間には、一般保持ピース３２ａと特殊保持ピース３２ｂのいずれかが１個介在している。特殊保持ピース３２ｂの総個数Ｎｓは１以上、且つ転動体３０の総個数Ｎｂの２０％以下となっており、一般保持ピース３２ａの総個数はＮｂからＮｓを引いた値となっている。さらに、列３４内での特殊保持ピース３２ｂ同士の間に介在する転動体３０及び一般保持ピース３２ａの個数は一定の数であり、列３４内で、転動体３０、一般保持ピース３２ａ及び特殊保持ピース３２ｂはそれぞれ均一に分布している。
【００１９】
さらに、無限循環回路２２において、転動体３０、一般保持ピース３２ａ及び特殊保持ピース３２ｂを相互に隙間なく接触させて１箇所に寄せ集め、且つ、保持ピース３２ａ、３２ｂの各凹部３６ａ、３６ｂを隣接する転動体３０の表面で塞いだ状態としたときに、列３４の最前部と最後尾との間の距離が充填隙間Ｓとなっている。
【００２０】
本実施の形態は上記のように構成されており、次にその作用について説明する。
ボールナット１４がねじ軸１２上を相対移動すると、列３４が無限循環回路２２内を循環する。各転動体３０は無限循環回路２２内を転動し、無限循環回路２２内の転動体軌道路２０においてねじ軸１２とボールナット１４の各転動体転動溝１６、１８から負荷を受ける。列３４内で転動体３０は均一に分布しているので、転動体軌道路２０内に存在する転動体３０の数は変動せず、前記負荷の大きさは一定に保たれ、ボールねじ１０の剛性も変動せず一定となる。また、特殊保持ピース３２ｂの総個数Ｎｓは転動体３０の総個数Ｎｂの２０％以下なので、転動体軌道路２０内で負荷を受けている転動体３０の個数が少なくなりすぎ、ボールねじ１０の定格荷重が小さくなりすぎることもない。
【００２１】
また、無限循環回路２２内を循環する列３４において、充填隙間Ｓは転動体３０、一般保持ピース３２ａ及び特殊保持ピース３２ｂの各間に分散する。そして、特殊保持ピース３２ｂを前後から挟む２つの転動体３０同士の間の距離がＬｓよりも小さなときは、特殊保持ピース３２ｂはこれらの２つの転動体３０の間で支承されて無限循環回路２２を循環する。しかし、これらの２つの転動体３０の間の距離がＬｓよりも大きくなると、特殊保持ピース３２ｂはこれらの２つの転動体３０の間で支承されずに、無限循環回路２２の面上に降りる（図３及び図４を参照）。無限循環回路２２の面上に降りた特殊保持ピース３２ｂは、外形が球状をなしているので、単独で転動して無限循環回路２２を循環し続ける。
【００２２】
そして、単独で転動する特殊保持ピース３２ｂと前後で隣接する転動体３０の間の距離は、特殊保持ピース３２ｂの外径Ｄｓとほぼ等しくなり、転動体３０と特殊保持ピース３２ｂの間で拡大した隙間の距離を、単独で転動する特殊保持ピース３２ｂが埋めてしまう。このため、特殊保持ピース３２ｂが転動体３０の間で支承されている場合に較べて、転動体３０、一般保持ピース３２ａ及び特殊保持ピース３２ｂの各間の隙間は小さくなる。
【００２３】
したがって、本実施の形態にかかるボールねじ１０においては、転動体３０、一般保持ピース３２ａ及び特殊保持ピース３２ｂの各間の隙間が大きくなっても、特殊保持ピース３２ｂが単独で無限循環回路２２を転動して、この隙間を小さく調整し、一般保持ピース３２ａが無限循環回路２２で倒れて引っ掛かりボールねじ１０の円滑な作動を妨げることが防止される。
【００２４】
次に、本発明の第２の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、第１の実施の形態と同様の構成に付いては同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
図５に示すように、第１の実施の形態と同様の構成を有するねじ軸１２とボールナット１４を有するボールねじ１０がある。但し、無限循環回路２２内の列３４の構成が、以下の点で第１の実施の形態における列の構成と異なる。すなわち、列３４は転動体３０と１種類の保持ピース３２とからなり、保持ピース３２の外形は略円柱状をなし、その両端には転動体３０の球面と対応した凹部３６を有する。各保持ピース３２の前後は転動体３０と隣接しており、保持ピース３２の総個数は転動体３０の総個数Ｎｂよりも少ない。すなわち、列３４内には、転動体３０と転動体３０とが保持ピース３２を間に挟まないで直接隣接している箇所が少なくとも１箇所以上存在する。
【００２５】
また、無限循環回路２２において、転動体３０、保持ピース３２を相互に隙間なく接触させて１箇所に寄せ集め、且つ、保持ピース３２の凹部３６を隣接する転動体３０の表面で塞いだ状態としたときに、列３４の最前部と最後尾との間の距離が充填隙間Ｓとなっている。この充填隙間Ｓの長手方向長さが、転動体３０の外径Ｄｂの０％〜２００％の範囲内にある。
【００２６】
さらに、ボールねじ１０には、列３４が無限循環回路２２を円滑に循環することを目的して、潤滑剤であるグリスが外部から注入されており、このグリスが無限循環回路２２、転動体３０及び保持ピース３２の表面に付着している。
本実施の形態は上記のように構成されており、次にその作用について説明する。
【００２７】
まず、ボールねじ１０の無限循環回路２２へ転動体３０及び保持ピース３２を充填する作業について説明する。
個々の転動体３０の外径、個々の保持ピース３２の長手方向長さ、無限循環回路２２の長手方向長さは、所定の許容誤差範囲内の精度で製造されている。このため、所定個数の転動体３０及び保持ピース３２を所定の順番で無限循環回路２２へ充填すると、組み立てられた個々のボールねじ１０において生じる充填隙間Ｓの長さのばらつきは一定の狭い範囲内に収まる。
【００２８】
したがって、充填隙間Ｓの長さがほぼ転動体３０の外径Ｄｂの１００％となるように、転動体３０の外径Ｄｂと総個数Ｎｂ、保持ピース３２の長手方向長さと総個数Ｎｓが定まっていれば、個々のボールねじ１０の無限循環回路２２内へＮｂ個の転動体３０及びＮｓ個の保持ピース３２を所定の順番で機械的に充填するだけで、組み立てられた個々の各ボールねじ１０における充填隙間Ｓの長さは、転動体３０の外径Ｄｂの１００％の値近傍の範囲内に収まり、転動体３０の外径Ｄｂの０％〜２００％の範囲内から外れることはない。
【００２９】
次に、ボールねじ１０のボールナット１４をねじ軸１２に対して相対移動させる場合について説明する。
ボールナット１４がねじ軸１２上を相対移動すると、転動体３０及び保持ピース３２の列３４が無限循環回路２２を循環する。各転動体３０は無限循環回路２２内を転動し、無限循環回路２２内の転動体軌道路２０においてねじ軸１２とボールナット１４の各転動体転動溝１６、１８から負荷を受ける。
【００３０】
また、図５に示すように、列３４内で、保持ピース３２の各凹部３６に、この保持ピース３２と隣接する２つの転動体３０がそれぞれ貼り付いている。すなわち、無限循環回路２２内を循環する保持ピース３２は、進行方向の後方から隣接する一方の転動体３０によって押され、進行方向の前方で隣接する他方の転動体３０を押している。そして、保持ピース３２の前後にある各転動体３０の表面の一部が保持ピース３２の凹部３６に覆い被さって塞ぐ。凹部３６が転動体３０の表面によって一度塞がれると、転動体３０の表面に付着しているグリスの粘性によって、転動体３０は保持ピース３２に貼り付いたままとなってしまう。そして、保持ピース３２は前後で隣接する転動体３０によって間に支承された形となって一体化する。保持ピース３２に貼りついて一体化した転動体３０は、グリスの潤滑性によって、保持ピース３２の凹部３６上を塞いだまま摺動し、円滑に回転する。
【００３１】
さらに、保持ピース３２と転動体３０が貼り付くのに対して、転動体３０同士の間は貼り付かない。転動体３０同士の接触はそれぞれの球体表面の非常に狭い面積で生じるだけで、転動体３０同士を貼り付かせるためにグリスの粘性により生じる力は小さなものだからである。
すなわち、無限循環回路２２内を循環する列３４内で充填隙間Ｓは、互いに隣接する転動体３０同士の間に集中し、転動体３０と保持ピース３２との間には隙間を生じにくい。転動体３０同士の間に生じるこの小さな隙間は列３４の無限循環回路２２内での循環に悪影響は及ぼさない。また、転動体３０と保持ピース３２との間は互いに貼り付いているので、かかる小さな隙間は生じない。このため、保持ピース３２が隣接する２つの転動体３０の間で転倒などすることは防止される。
【００３２】
したがって、本実施の形態にかかるボールねじ１０において、無限循環回路２２へ転動体３０と保持ピース３２を充填するときは、所定数の転動体３０と保持ピース３２を所定の順番に挿入すれば、充填隙間Ｓの長さは所定の範囲内に収まり、個々のボールねじ１０の組み立て作業において充填隙間Ｓの長さを厳密に調整する必要はなくなり、組み立て時間が短縮化され、組み立てコストを抑制できる。また、保持ピース３２は隣接する２つの転動体３０と一体化して無限循環回路２２を循環するので、保持ピース３２が無限循環回路２２で倒れて引っ掛かってボールねじ１０の円滑な作動を妨げることが防止される。
【００３３】
なお、第１の実施の形態及び第２の実施の形態において、直動装置をボールねじであるとしたが、替わりにリニアガイドとすることが可能であるのは勿論である。
また、第１の実施の形態における特殊保持ピース３２ｂ、第２の実施の形態における保持ピース３２の各サイズは１種類に限定されるものではなく、２種類以上のサイズのものを列３４に入れることも可能である。
【００３４】
さらに、第１の実施の形態において、列３４を形成する一般保持ピース３２ａの数を減らし、転動体３０と転動体３０とが直接隣接する箇所を列３４内で形成することも可能である。
また、第２の実施の形態において、転動体３０と転動体３０とが直接隣接している箇所に、外径が転動体３０の外径よりもわずかに小さな寸法の球体からなるスペーサーボールを介在させることも可能である。かかるスペーサーボールによって、転動体３０同士が競り合うことがなくなり、ボールねじ１０の作動がより円滑となる。
【００３５】
また、第２の実施の形態において、充填隙間Ｓの長さがほぼ転動体３０の外径Ｄｂの１００％となるように保持ピースのサイズや総個数、転動体の総個数を決定するとしたが、ねじ軸１２、ボールナット１４、転動体３０、保持ピース３２の精度の許容誤差の大きさに応じて、充填隙間Ｓの長さがほぼ転動体３０の外径Ｄｂの０％〜２００％の範囲内となるようにこれらの値を決定することができる。
【００３６】
次に、転動体と保持ピースとからなる列の構成が、ボールねじの作動不良発生頻度に及ぼす影響について、発明者が実施した比較検討の結果を示す。本検討では、列の構成を変えて、各列の構成について充填隙間Ｓと転動体の外径Ｄｂとの割合を変化させてボールねじの作動不良発生頻度を調べた。
本検討で使用したボールねじは、従来のものと同様のボールナット及びねじ軸を有し、転動体軌道路の両端を連結する無限循環回路中の部分に意図的に段差を形成した。そして、列を形成する保持ピースがこの段差から衝撃を受けて、無限循環回路内で引っ掛かったり倒れたりし易い状態をつくった。かかる無限循環回路内に以下に示す各構成を有する列を充填し、４時間にわたってボールナットをねじ軸に対して相対移動させる試験を行い、全保持ピースのうちで傷を発生した保持ピースの個数（以下、傷を発生した保持ピースの個数を「傷ピース数」という。）を計測した。この傷ピース数は、保持ピースが無限循環回路内の段差で引っ掛かった回数と比例し、ボールねじの作動不良発生頻度と比例関係にあると考えられる。
【００３７】
本検討の第１のケースでは、転動体と保持ピースを交互に配置して列を形成した。使用した保持ピースは、外形が略円柱形をなし、且つその両側の端面にはそれぞれ転動体の球面に対応した凹部を有する。また、転動体には従来の鋼球を用いた。さらに、保持ピースの長手方向の長さを変えることによって、充填隙間Ｓの長さを調整可能とし、（充填隙間Ｓ）／（転動体の外径Ｄｂ）の値（以下、（充填隙間Ｓ）／（転動体の外径Ｄｂ）の値を「ＳＤｂ比」という。）を０から０．７まで変え、異なるＳＤｂ比の場合についてそれぞれ前記試験を行い、傷ピース数を計測した。
【００３８】
また、本検討の第２のケースでは、列の中に転動体同士が直接隣接する部分を３箇所つくってある点が、第１のケースの列の構成と異なる。なお、第２のケースで使用した個々の転動体及び保持ピースは、第１のケースで使用した転動体及び保持ピースと同様の形状を有するものである。そして、第１のケースと同様に前記試験を行い、傷ピース数を計測した。
【００３９】
第１のケースと第２のケースの計測結果を図６に示す。図６において、横軸はＳＤｂ比を示し、縦軸は傷ピース数を示す。図６から、第１のケースと第２のケースはともに、ＳＤｂ比が増加すると傷ピース数も増加している。しかし、第１のケースでは、ＳＤｂ比が０から０．２までのときは傷ピース数が０個であるのに対して、第２のケースでは、ＳＤｂ比が０．４まで傷ピース数が０個である。したがって、第２のケースのほうが、作動不良の発生を防止できる充填隙間Ｓの範囲が広いことがわかる。
【００４０】
また、第１のケースでは、ＳＤｂ比が０．２５以上となると傷が保持ピースに発生し、傷ピース数はＳＤｂ比の増大ととも急激に増加し、ＳＤｂ比が０．５以上となると傷ピース数は１０個以上となっており、ＳＤｂ比が０．２以上のときの図６の曲線の傾きは約３３である。一方、第２のケースでは、ＳＤｂ比が０．４５以上となると傷が保持ピースに発生し、傷ピース数はＳＤｂ比の増大ととも緩やかに増加し、ＳＤｂ比が０．７の場合の傷ピース数は４個となっており、ＳＤｂ比が０．４以上のときの図６の曲線の傾きは約１３である。したがって、第２のケースの場合、充填隙間Ｓを大きくしも、作動不良の発生頻度の増加割合を小さく抑えることが可能であることがわかる。
【００４１】
すなわち、本検討によって、保持ピースと転動体を交互に配置して列を形成するよりも、転動体同士が相互に接触する幾つかのグループをつくり、各グループの間に保持ピースを配置して列を形成することで、保持ピースに起因するボールねじの作動不良発生頻度を低くできることがわかる。、
【００４２】
【発明の効果】
本発明は、上記のような保持ピース入り直動装置であるので、組立作業において充填隙間の調整を容易なものとし、保持ピースが直動装置の作動不良の原因となることを防止できる保持ピース入り直動装置を提供できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る列の構成図である。
【図２】第１の実施の形態に係る特殊保持ピースを示し、（ｉ）は正面図、（ｉｉ）は側面図である。
【図３】無限循環回路内を単独で転動する特殊保持ピースの状況の説明図である。
【図４】転動体を省略した図３のＡ−Ａ線縦断面図である。
【図５】第２の実施の形態に係る列の構成図である。
【図６】第１のケースと第２のケースにおける傷ピース数とＳＤｂ比の関係図である。
【図７】従来ある無限循環回路内の転動体と保持ピースとからなる列の構成図である。
【図８】無限循環回路内での保持ピースが転倒した状況の説明図である。
【符号の説明】
１０　ボールねじ
１２　ねじ軸
１４　ボールナット
１６　ねじ軸転動体転動溝
１８　ボールナット転動体転動溝
２０　転動体軌道路
２２　無限循環回路
３０　転動体
３２　保持ピース
３２ａ　一般保持ピース
３２ｂ　特殊保持ピース
３４　列
３６、３６ａ、３６ｂ　凹部
Ｄｂ　転動体外径
Ｄｓ　保持ピース外径
【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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【図８】
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