(57)【要約】【課題】負荷容量の低下やスキューの発生を効果的に抑制して作動性を促進させることができる直動案内装置用セパレータを提供すること。【解決手段】ころ４０間に、隣接するころ４０と当接して収容するセパレータ部５１と、収容するころ４０の端面を案内する腕部５２と、前記セパレータ部５１と前記腕部５２とを連結する架橋部５３と、を含んで構成されるセパレータ５０が介装される。該セパレータ５０は、ころの全循環経路内においてセパレータ５０同士が相互に接触しない形状に形成される。【選択図】      図３
2004360744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転動体である円柱状或いは円筒状のころ間に介装される直動案内装置用セパレータであって、
ころの全循環経路内において、各セパレータが相互に接触しないように構成されることを特徴とする直動案内装置用セパレータ。
【請求項２】
前記セパレータが、
ころの円柱状或いは円筒状の外周面の一部と接触して収容する凹面状の接触面を有する収容部を、ころの移動方向両側に備えたセパレータ部と、
隣接するころの回動中心に向かってそれぞれ延伸され、ころの回動軸方向端面を案内する腕部と、
前記セパレータ部と前記腕部とを連結する架橋部と、
を含んで構成されることを特徴とする請求項１に記載の直動案内装置用セパレータ。
【請求項３】
隣接するころの回動中心を結ぶ線から、前記セパレータ部の凹面状の接触面を有する収容部の、ころの直動面に略平行な端面までの凹面高さに関し、
ころの移動が所定の移動中心廻りで方向転換される方向転換部において、隣接するころの回動中心を結ぶ線より前記移動中心側に位置する側の凹面高さＨｉよりも、隣接するころの回動中心を結ぶ線に対して前記移動中心の反対側に位置する側の凹面高さＨｏが高くなるように構成されることを特徴とする請求項２に記載の直動案内装置用セパレータ。
【請求項４】
前記セパレータ部の、ころの直動面に略平行な端面におけるころの移動方向幅寸法に関し、
ころの移動が所定の移動中心廻りで方向転換される方向転換部において、隣接するころの回動中心を結ぶ線より前記移動中心側に位置する側の移動方向幅寸法ｂよりも、隣接するころの回動中心を結ぶ線に対して前記移動中心の反対側に位置する側の移動方向幅寸法ａが大きくなるように構成されることを特徴とする請求項２に記載の直動案内装置用セパレータ。
【請求項５】
前記腕部が、隣接するころの回動中心に向かって前記セパレータ部の中心から移動方向両側に略同寸法で延伸するように構成される場合に、当該腕部の片側長さＬに関し、
ころ径をＤｗｅ、
隣接するころの中心間距離をκＤｗｅ、
前記方向転換部における、ころの回動中心の前記移動中心からの半径寸法をＲ、
隣接するころの中心間を結ぶ線より前記移動中心側にある腕部（ころ転動面に直交する方向における腕部の高さ寸法をＡとする）によって形成される包絡面の半径寸法をＲｉとしたときに、
隣接するころの回動中心を結ぶ線より前記移動中心側にある腕部の片側長さ（内側腕部片側長さ）Ｌｉ、及び隣接するころの回動中心を結ぶ線に対して前記移動中心の反対側にある腕部の片側長さ（外側腕部片側長さ）Ｌｏが、
θ＝ｓｉｎ−１｛κＤｗｅ／（２Ｒ）｝
０．３／２×Ｄｗｅ≦Ａ≦（Ｒ−Ｒｉ）
Ｌｉ＜（κＤｗｅ／２−Ａｓｉｎθ）
Ｌｏ＜κＤｗｅ／２
を満足するような輪郭形状に、当該腕部が形成されることを特徴とする請求項２〜請求項４の何れか１に記載の直動案内装置用セパレータ。
【請求項６】
前記腕部が、隣接するころの回動中心に向かって前記セパレータ部の中心から移動方向両側に異なる寸法で延伸するように構成される場合に、移動方向両側に延伸される腕部の長さの総和の最大長さＬｓが、隣接するころの回動中心間距離κＤｗｅよりも、小さいことを特徴とする請求項２〜請求項４の何れか１に記載の直動案内装置用セパレータ。
【請求項７】
前記セパレータ部の移動方向両側に設けられる収容部の凹面状の接触面間の幅が最小となる位置において、隣接するころと接触することを特徴とする請求項２〜請求項６の何れか１に記載の直動案内装置用セパレータ。
【請求項８】
前記収容部の凹面状の接触面に凹状の潤滑剤溜りが設けられることを特徴とする請求項２〜請求項７の何れか１に記載の直動案内装置用セパレータ。
【請求項９】
請求項１〜請求項８の何れか１に記載の直動案内装置用セパレータを含んで構成されることを特徴とする直動案内装置。
【請求項１０】
前記腕部を案内するよう構成されることを特徴とする請求項９に記載の直動案内装置。
【請求項１１】
請求項９又は請求項１０に記載の直動案内装置を含んで構成されることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直動案内装置に関し、より詳細には、無限循環するころ間に介装されるセパレータ（隔体）、該セパレータを備えた直動案内装置及び該直動案内装置を用いた装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無限循環する多数の転動体が配された直動案内装置においては、各転動体は同一方向に転動するため、隣り合う転動体同士が接触すると、その接触部分においては各転動体の回転方向が相互に逆方向となっているため、当該接触部分で発生する転動体同士を押圧する力は、接触し合っている転動体の円滑な転動を妨げ延いては直動案内装置の円滑な作動を損なう惧れがある。
【０００３】
また、転動体に円柱状或いは円筒状のころを採用する場合は、球状のボールを転動体とする場合に比べ、剛性及び負荷能力（許容軸受荷重）を高めることができるものの、走行中のころの軸振れ、所謂スキュー（円柱状或いは円筒状ころの長手方向軸が、ころの進行方向と直交せず傾斜する現象）が発生して、転動体延いては直動案内装置の作動性を損なう惧れがある。
【０００４】
このため、直動案内装置において、転動体間にセパレータ（隔体）を介在させて転動体同士を直接接触させない構成とし、これにより転動体の転動（走行）を円滑化させ、作動性を向上させると共に走行中の騒音の低減を図るようにすることが知られている。
【０００５】
例えば、下記特許文献１、２、３には、ころ間に介装されるセパレータが開示されている。
【０００６】
また、下記特許文献１には、ころを用いたころがり軸受における隔体（セパレータ）として、ころの円筒面に適合した凹状接触部を有すると共に、当該隔体の中心を挟んで直動方向の両側にころの中心まで延伸される腕部（ウェブ）を有するものが開示されており、このものは、該腕部と、隣接する隔体から延伸される腕部と、を当接させる構成となっている。
【特許文献１】
特公昭４０−２４４０５号
【特許文献２】
実開昭５２−１１０２４６号
【特許文献３】
特公昭５６−２２０６号
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に開示されるものは、ころが転動して移動する際に隔体へ伝達される力を、隔体に設けられる腕部を介して次の隔体へと伝達する構成としているため、以下のような実情がある。
【０００８】
ころの運動が直線部分から方向転換部へ移行するのに伴って、腕部と腕部との当接位置が変化するため、ころ間寸法を押し広げてしまう惧れがある。元々、方向転換部には、直動案内装置の負荷容量を大きくするために、できるだけ多数のころを負荷圏に配することができるよう、比較的タイトにころ及び隔体を配するようにしているので、前記押し広げる力の作用により、相互に接触している腕部間に必要以上の力が作用し、ころや隔体の円滑な移動を阻害し、以って作動性を悪化させる惧れがある。
【０００９】
また、上記特許文献１に開示されるように、腕部同士を当接させて力を伝達するものでは、ころと、ころの前後どちらかの隔体と、の間には、進行方向の隙間ができることになるため、ころのスキュー発生を十分に抑制できなくなるといった惧れもある。更に、前記隙間の存在により、負荷圏に配することができるころの数が減少することから、負荷能力を十分に高めることができないといった惧れもある。
【００１０】
本発明は、かかる従来の実情に鑑みなされたもので、簡単な構成でありながら、負荷容量の低下やスキューの発生が効果的に抑制され作動性が促進された直動案内装置用セパレータ、該セパレータを含む直動案内装置、延いては該直動案内装置を含む装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に記載の発明に係る直動案内装置用セパレータは、転動体である円柱状或いは円筒状のころ間に介装される直動案内装置用セパレータであって、
ころの全循環経路内において、各セパレータが相互に接触しないように構成される。
【００１２】
かかる構成とすると、各セパレータが相互に接触しないため、セパレータ延いてはころの円滑な作動を達成できる。また、ころのスキュー発生を抑制できるため、これによって一層円滑な作動を実現できると共に、ころの負荷圏への転入時におけるころのバタツキ等が抑制され、以って作動時の騒音・振動等をも抑制できることになる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、
前記セパレータが、
ころの円柱状或いは円筒状の外周面の一部と接触して収容する凹面状の接触面を有する収容部を、ころの移動方向両側に備えたセパレータ部と、
隣接するころの回動中心に向かってそれぞれ延伸され、ころの回動軸方向端面を案内する腕部と、
前記セパレータ部と前記腕部とを連結する架橋部と、
を含んで構成されることを特徴とする。
【００１４】
負荷圏内に配設されるころ数を増やして負荷容量を高めるべく、ころ間距離を短くすると、セパレータ部のころ接触部が移動方向（直動方向）において薄くなるためセパレータ部が脆弱になるが、本発明では、腕部とセパレータとの間の架橋部によって、セパレータ部の上部と、セパレータ部の下部と、の連結が強化されるので、以ってセパレータ部の強度を高めることができる。
【００１５】
このため、所望の強度を確保しつつ、ころ間距離を短くすることができるので、ころ間にセパレータを介装しても、負荷圏内に配置可能なころ数の低下延いては負荷容量の低下を最小限に留めることができる。
【００１６】
また、ころ端面が腕部により案内されるので、ころがセパレータ部から脱落する惧れやころのスキューの発生を極力抑制することができる。
【００１７】
更に、該セパレータを直動案内装置に用いた場合において、前記腕部を案内するようにすれば、ころのスキュー発生をより一層効果的に抑制でき、以ってより一層ころ及びセパレータの作動を円滑化することができる。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、
隣接するころの回動中心を結ぶ線から、前記セパレータ部の凹面状の接触面を有する収容部の、ころの直動面に略平行な端面までの凹面高さに関し、
ころの移動が所定の移動中心廻りで方向転換される方向転換部において、隣接するころの回動中心を結ぶ線より前記移動中心側に位置する側の凹面高さＨｉよりも、隣接するころの回動中心を結ぶ線に対して前記移動中心の反対側に位置する側の凹面高さＨｏが高くなるように構成されることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項４に記載の発明は、
前記セパレータ部の、ころの直動面に略平行な端面におけるころの移動方向幅寸法に関し、
ころの移動が所定の移動中心廻りで方向転換される方向転換部において、隣接するころの回動中心を結ぶ線より前記移動中心側に位置する側の移動方向幅寸法ｂよりも、隣接するころの回動中心を結ぶ線に対して前記移動中心の反対側に位置する側の移動方向幅寸法ａが大きくなるように構成されることを特徴とする。
【００２０】
請求項３及び請求項４に記載の発明のように構成すれば、セパレータ部によるころの保持能力が向上するため、ころのスキュー発生を効果的に抑制できると共に、ころの脱落を効果的に抑制できることとなる。特に、方向転換部におけるころの保持機能が向上される結果、直動案内装置に本セパレータを採用した場合には、レールからスライダユニットを外した状態でも、ころが脱落するのを防止でき、以ってメンテナンス性、組み付け性等を向上させることができる。
【００２１】
請求項５に記載の発明は、
前記腕部が、隣接するころの回動中心に向かって前記セパレータ部の中心から移動方向両側に略同寸法で延伸するように構成される場合に、当該腕部の片側長さＬに関し、
ころ径をＤｗｅ、
隣接するころの中心間距離をκＤｗｅ、
前記方向転換部における、ころの回動中心の前記移動中心からの半径寸法をＲ、
隣接するころの中心間を結ぶ線より前記移動中心側にある腕部（ころ転動面に直交する方向における腕部の高さ寸法をＡとする）によって形成される包絡面の半径寸法をＲｉとしたときに、
隣接するころの回動中心を結ぶ線より前記移動中心側にある腕部の片側長さ（内側腕部片側長さ）Ｌｉ、及び隣接するころの回動中心を結ぶ線に対して前記移動中心の反対側にある腕部の片側長さ（外側腕部片側長さ）Ｌｏが、
θ＝ｓｉｎ−１｛κＤｗｅ／（２Ｒ）｝
０．３／２×Ｄｗｅ≦Ａ≦（Ｒ−Ｒｉ）
Ｌｉ＜（κＤｗｅ／２−Ａｓｉｎθ）
Ｌｏ＜κＤｗｅ／２
を満足するような輪郭形状に、当該腕部が形成されることを特徴とする。
【００２２】
また、請求項６に記載の発明は、
前記腕部が、隣接するころの回動中心に向かって前記セパレータ部の中心から移動方向両側に異なる寸法で延伸するように構成される場合に、移動方向両側に延伸される腕部の長さの総和の最大長さＬｓが、隣接するころの回動中心間距離κＤｗｅよりも、小さいことを特徴とする。
【００２３】
請求項５及び請求項６に記載の発明のように構成すれば、隣接するセパレータの腕部同士が、全ての循環経路においてお互いに接触しないような長さに設定することができるため、ころ及びセパレータの円滑な作動を確実に実現することが可能となる。
【００２４】
請求項７に記載の発明は、
前記セパレータ部の移動方向両側に設けられる収容部の凹面状の接触面間の幅が最小となる位置において、隣接するころと接触することを特徴とする。
【００２５】
かかる構成とすれば、膨潤が生じた場合でも、凹面状の接触面間の幅への影響を最小とすることができるので、セパレータを介装したころ列のスキマが増大し、セパレータからころが脱落し易くなるといった惧れを効果的に抑制することが可能となる。
【００２６】
請求項８に記載の発明は、前記収容部の接触面に凹状の潤滑剤溜りが設けられることを特徴とする。かかる構成とすれば、ころ及びセパレータの円滑な作動を達成できると共に、ころ及びセパレータの摩耗の抑制延いては作動音等をも抑制することが可能となる。
【００２７】
なお、請求項９に記載の発明に係る直動案内装置は、転動体としてのころ間に、請求項１〜請求項８の何れか１に記載の直動案内装置用セパレータを含んで構成されることを特徴とする。
【００２８】
かかる構成によれば、簡単な構成でありながら、負荷容量の低下やスキューの発生が効果的に抑制され作動性の促進された直動案内装置を提供できる。
【００２９】
請求項１０に記載の発明に係る直動案内装置は、前記腕部を案内するよう構成されることを特徴とする。このように、前記腕部を案内するようにすれば、ころのスキュー発生をより一層効果的に抑制でき、以ってより一層ころ及びセパレータの作動を円滑化することができる。
【００３０】
請求項１１に記載の発明に係る装置（各種の処理装置）は、請求項９又は請求項１０に記載の直動案内装置を含んで構成されることを特徴とする。
【００３１】
かかる構成によれば、簡単な構成でありながら、負荷容量の低下やスキューの発生が効果的に抑制され作動性の促進された直動案内装置を用いた装置を提供できる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を、添付の図面に従って説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る直動案内装置（リニアガイド装置）１の概略的な構成を示している（一部に断面を含んでいる）。
【００３３】
図１に示すように、本実施形態に係る直動案内装置１においては、スライダユニット３０が直動可能にレール２０に跨るように挿通されて配設される。符号７０はエンドキャップであり、符号８０はサイドシールである。
【００３４】
図２は、レール２０及びスライダユニット３０を図１に示す直動方向から見た図（一部に断面を含む）であるが、該図２に示すように、レール２０の両側には、転動溝２１が設けられる。該転動溝２１は、レール２０の両側面に断面略Ｖ字状に凹形成される。
【００３５】
一方、図１及び図２に示すように、図２平面に直交する方向に延伸するレール２０に挿通されるスライダユニット３０には、レール２０に設けられた前記転動溝２１に対向して断面略Ｖ字状に凸形成される隆起部３１が設けられる。
【００３６】
前記転動溝２１の断面略Ｖ字状をなす面は、ころ４０の転動面２２Ａ、２２Ｂを構成し、該転動面２２Ａ、２２Ｂに対面し、前記転動部３１の断面略Ｖ字状をなす面は、ころ４０の転動面３２Ａ、３２Ｂを構成する。なお、上記各転動面は、研削加工により精度良く形成することが好ましい。
【００３７】
なお、転動溝２１の転動面２２Ａ（或いは２２Ｂ）と、転動部３１の転動面３２Ａ（或いは３２Ｂ）と、の間には、円柱状或いは円筒状の転動体としてのころ４０が複数配設されると共に、ころ４０間にはセパレータ（隔体）５０が介装される。図２では、レール２０の中心に対して右側のみを断面により示しているが、図２のレール２０の中心に対して左側も、右側と同様に（即ち、レール２０の中心に対して軸対象に）構成することができるものである。
【００３８】
ここで、本実施形態においてころ４０間に配設されるセパレータ５０について説明する。
【００３９】
本実施形態に係るセパレータ５０は、図３に示すように、ころ４０間に配設されるセパレータ部５１と、該セパレータ部５１の両側に配設されるころ４０の端面４１を案内する腕部５２と、前記セパレータ部５１と前記腕部５２とを連結する架橋部５３と、を含んで構成される。該セパレータ５０は、例えば、樹脂等を一体成形して形成することができる。
【００４０】
セパレータ部５１は、図４、図５、図６に示すように、両側に配設されるころ４０の円筒状外周の一部と当接して収容する凹面状のころ収容部５４を、当該セパレータ部５１の両側に備えて構成され、該収容部５４の、ころ４０との接触面５５には、潤滑剤溜りとして機能する凹溝５６及び貫通穴５７が設けられている。なお、本実施形態では、前記凹溝５６を１条設けた例を示しているが、要求される潤滑特性に応じて、複数設けることができる。また、貫通穴５７も、同様に、複数設けることができるものである。更に、要求される潤滑特性によっては、凹溝５６と貫通穴５７の何れか一方を省略することも、或いは双方を省略することもできる。
【００４１】
なお、転動面２２Ａと、転動面３２Ａと、の間に介装され、スライダユニット３０延いてはころ４０に対して負荷が作用する負荷圏（図７等参照）を転動して通過したころ４０と、当該ころ４０間に介装されるセパレータ５０と、は、循環通路３３Ａ（図１、図２参照）を介して、再び、転動面２２Ａと、転動面３２Ａと、の間（負荷圏）に戻される（循環される）ようになっている。
【００４２】
一方、転動面２２Ｂと、転動面３２Ｂと、の間に介装され、負荷圏を転動して通過したころ４０と、当該ころ４０間に介装されるセパレータ５０と、は、循環通路３３Ｂ（図１、図２参照）を介して、再び、転動面２２Ｂと、転動面３２Ｂと、の間（負荷圏）に戻される（循環される）ようになっている。
【００４３】
前記循環通路３３Ａ、３３Ｂには、図１、図２に示すように、転動面２２Ａ、２２Ｂ、３３Ａ、３３Ｂを転動するころ４０及びセパレータ５０を円滑に循環させるための循環チューブ３４Ａ、３４Ｂが配設され、循環チューブ３４Ａ、３４Ｂには、ころ４０及びセパレータ５０を収容して円滑に循環可能に案内する案内通路３５Ａ、３５Ｂが設けられる。該循環チューブ３４Ａ、３４Ｂには、ころ４０及びセパレータ５０が循環する際に、セパレータ５０の腕部５２を案内する腕部案内溝３６が前記案内通路３５Ａ、３５Ｂに臨んで開口して設けられている。
【００４４】
なお、循環チューブ３４Ａ、３４Ｂは、円滑な循環動作を達成させるため或いは製造コストの面等から、樹脂製とすることが好ましい。循環通路３３Ａ、３３Ｂには、方向転換部３７Ａ、３７Ｂが循環通路３３Ａ、３３Ｂの直動方向両端部に設けられるが、前記方向転換部３７Ａ、３７Ｂにおいて相互に干渉し合わないように、前記循環通路３３Ａと、前記循環通路３３Ｂと、は所謂鎖状に配設されることが好ましい。
【００４５】
また、本実施形態においては、図２に示すように、ころ４０の端面４１及びセパレータ５０の腕部５２を案内するころ端面案内部材６１、６２、６３が配設されており、これにより転動時におけるころ４０のスキュー等を効果的に抑制して円滑な作動が可能となっている。
【００４６】
更に、本実施形態に係るスライダユニット３０には、ころ４０の端面を案内するころ端面案内部３８が設けられており、これによりころの転動時におけるスキュー等を効果的に抑制して円滑な転動動作を可能としている。なお、ころ端面案内部３８は、研削加工により精度良く形成することができ、前記転動面３２Ａ、３２Ｂと同時研削するようにしてもよい。
【００４７】
次に、本実施形態に係るセパレータ５０の構成及びその作用効果について、より詳細に説明する。
【００４８】
本実施形態に係るセパレータ５０には、図３〜図６で示したように、隣接するころ４０の回動中心（軸心）に向かって延伸される腕部５２が設けられるが、該腕部５２とセパレータ部５１とを架橋部５３を介して接続するようにしているので、セパレータ部５１のころ接触部の強度を高めることが可能となっている。即ち、負荷圏内に配設されるころ数を増やして負荷容量を高めるべく、ころ間距離を短くすると、セパレータ部５１のころ接触部が移動方向（直動方向）において薄くなるためセパレータ部５１が脆弱になるが、前記腕部５２とセパレータ５１との間の架橋部５３によって、図６に示すように、セパレータ部５１の上部と、セパレータ部５１の下部と、の連結が強化され、以ってセパレータ部５１が補強されることになる。このため、所望の強度を確保しつつ、ころ間距離を短くすることができるので、ころ間にセパレータ５０を介装しても、負荷圏内に配置されるころ数の低下延いては負荷容量の低下を最小限に留めることができる。
【００４９】
また、腕部５２は、前記ころ端面案内部材６１、６２、６３に形成される腕部案内溝６１Ａ、６２Ａ、６３Ａにより案内されるので、ころ４０がセパレータ部５１から脱落する惧れやスキューの発生を極力抑制することができる。なお、前述したようにセパレータ部５１が架橋部５３によって補強される結果、セパレータ部５１の凹面深さ寸法Ｄｅｐｔｈ（ころ抱え込み量。図９参照）を大きくすることができるため、これによっても、ころ４０の脱落の惧れやスキューの発生を効果的に抑制することができることとなる。
【００５０】
このように、本実施形態では、ころの保持特性が促進されるので、負荷がころ４０に作用する負荷圏への入り口での、ころ４０のバタツキ現象が抑制されるため、ころ４０のエンドキャップ７０との衝突音が低減され、静粛な直動案内装置延いては該直動案内装置を用いた装置を提供できることになる。
【００５１】
ところで、図５に示すように、前記腕部５２の「腕部高さ」は、前述の補強の役割の観点からは、ころ径（直径）の３０％以上とすることが好ましく、その一方で、ころ４０の端面４１と、該ころ端面４１を案内するころ端面案内部材６１、６２、６３と、の接触面積を確保して良好にころ４０を案内するためには、ころ径の５０％以下にするのが好ましい。即ち、ころの転動面に直交する方向における「腕部高さ」は、ころ径の３０〜５０％とすることが好ましい。
【００５２】
次に、腕部５２の移動方向における「腕部長さ」（図６参照）について説明する。
腕部５２の移動方向における「腕部長さ」は、隣接するセパレータ部５１の腕部５２同士が、全ての循環経路においてお互いに接触しないような長さに設定することが、ころ４０及びセパレータ５０の円滑な作動延いてはスライダユニット３０の円滑な直動動作を実現するために要求される。
【００５３】
このため、セパレータ５０の腕部５２のころ４０の回動中心に向かって移動方向両側に同寸法で延伸する腕部５２の片側長さＬ（図６参照）については、図７に示すように、ころ径（直径）をＤｗｅ、セパレータ５０を挟んで両側にあるころの中心間距離をκＤｗｅ、ころの方向転換部（３７Ａ、３７Ｂ）における、ころの回動中心の移動軌跡の移動中心Ｏからの半径寸法をＲ、隣接するころの中心間を結ぶ線より移動中心Ｏ側にある腕部５２（高さ寸法Ａ）によって形成される包絡面の半径寸法をＲｉとすると、隣接するころの中心間を結ぶ線より移動中心Ｏ側にある腕部５２の片側長さ（内側腕部片側長さ）Ｌｉ、及び隣接するころの中心間を結ぶ線に対して移動中心Ｏの反対側にある腕部５２の片側長さ（外側腕部片側長さ）Ｌｏが、以下の式を満足することが必要である。
θ＝ｓｉｎ−１｛κＤｗｅ／（２Ｒ）｝
０．３／２×Ｄｗｅ≦Ａ≦（Ｒ−Ｒｉ）
Ｌｉ＜（κＤｗｅ／２−Ａｓｉｎθ）
Ｌｏ＜κＤｗｅ／２
【００５４】
即ち、上式のＬｉ、Ｌｏを満足するような腕部５２の輪郭形状を、角面取りやＲ形状や楕円などによって達成すれば、全循環経路において腕部５２同士が接触することを回避することができる。
【００５５】
なお、Ｌｉ＝κＤｗｅ／２−Ａｓｉｎθ、Ｌｏ＝κＤｗｅ／２に近い条件のときほど、最も効率の良いころ抱え込み形状を得ることができる。
【００５６】
ところで、図８に示すように、腕部５２の移動方向端部形状を単一円弧（単一円弧の半径をＡとする）で形成する場合、隣接するころの中心間を結ぶ線より移動中心Ｏ側にある腕部５２の片側長さ（腕部内側長さ）Ｌｉの最大値Ｌｉｍａｘを、κＤｗｅ／２としてしまうと隣接する腕部５２と干渉してしまう（図８中の一点鎖線参照）。κＤｗｅ／２は、セパレータ５０を挟んで両側にあるころの中心間距離である。
【００５７】
前記干渉を避けるためには、ころの方向転換部（３７Ａ、３７Ｂ）における、ころの回動中心の移動軌跡の移動中心Ｏからの半径寸法をＲ、隣接するころの中心間を結ぶ線より移動中心Ｏ側にある腕部５２（高さ寸法Ａ）によって形成される包絡面の半径寸法をＲｉとすると、内側腕部片側長さＬｉの最大値Ｌｉｍａｘは、下式により定めることが要求される。
θ’＝ｓｉｎ−１（κＤｗｅ／２Ｒ）
Ｌｉｍａｘ＝κＤｗｅ／２−Ａ×（１−ｃｏｓθ’）／ｃｏｓθ’
【００５８】
なお、セパレータ５０の腕部５２が、隣接するころ４０の回動中心に向かって直動方向に対して異なる寸法で延伸するよう構成される場合には、両側に延びる腕部の長さの総和の最大長さＬｓが、セパレータ５０の両側に隣接して存するころの回動中心間距離κＤｗｅよりも、小さいことが必要条件となる。
【００５９】
次に、図９、図１０に基づいて、複数のころ４０とセパレータ５０とで形成されるころ列を移動方向片側に寄せた場合にできる「スキマ（間隙）」について説明する。
【００６０】
図９に示したような複数のころ４０とセパレータ５０とで形成されるころ列を移動方向片側に寄せた場合にできる「スキマ」は、方向転換部（３７Ａ、３７Ｂ）において方向転換する際にころ列長さに変動が生じるため、これを吸収して円滑な作動を維持するためには無くすことができないものである。
【００６１】
一方、前記「スキマ」を必要以上に大きくすると、腕部５２によるころ４０の案内能力或いは保持能力が低下し、ころの脱落防止機能やスキュー抑制機能等が低下する惧れがある。
【００６２】
従って、ころ列を移動方向片側に寄せたときにできる「スキマ」は、セパレータ部５１の両側に設けられ隣接するころ４０に接触して収容する凹面状の接触面５５と、ころ４０と、の接触角αによっても異なるが、α＝０度（ｄｅｇｒｅｅ）の場合（即ち、凹面が単一円弧からなる溝形状で形成され接触点が１点の場合）は凹面深さＤｅｐｔｈの１／２倍以下、図１０に示すように凹面がゴシックアーチ溝形状で形成され接触点が２点ある場合は凹面深さＤｅｐｔｈとｃｏｓαの積で得られる値の１／２倍以下にすることが、ころの抱え込み機能を良好なものとするためには好ましい。
【００６３】
続けて、図１１、図１２に基づいて、セパレータ５０の凹面高さ（図５等参照）について説明する。
【００６４】
図１２に示すように、セパレータ５０をころ４０間に配設しない場合、ころの方向転換部（３７Ａ、３７Ｂ）においては、ころの回動中心の移動軌跡に対して、ころ同士の接触点が、移動中心Ｏ側に落ち込む（図１２中の「落ち込み量Ｂ」参照）という現象が生じる。このような現象は、セパレータ５０をころ４０間に配設する場合においては、図１１に示すように、セパレータ５０の落ち込みとして現れるが、該セパレータ５０の落ち込みは、方向転換部（３７Ａ、３７Ｂ）において、セパレータ５０と方向転換部の内周部が接触して円滑な循環の妨げとなる惧れがある。
【００６５】
そこで、本実施形態では、隣接するころの回動中心を結ぶ線からセパレータ５０の端面までの凹面高さに関し、方向転換部において、隣接するころの回動中心を結ぶ線より移動中心Ｏ側に位置する側の凹面高さＨｉよりも、隣接するころの回動中心を結ぶ線に対して移動中心Ｏの反対側に位置する側の凹面高さＨｏが高くなるようにする。
【００６６】
具体的には、
図１１、図１２を参照しつつ説明すると、セパレータ５０を介装した場合の隣接するころの中心間距離をκＤｗｅ、ころの方向転換部（３７Ａ、３７Ｂ）における、ころの中心の移動軌跡の移動中心Ｏからの半径寸法をＲ、ころ中心の移動軌跡の直線から方向転換部へ入る点を基準にし、該基準からころ中心までの距離をＳ（方向転換部に入る前はマイナス）、方向転換部付近におけるころ中心の移動軌跡からのセパレータ５０の落ち込み量をＢとすると、下式から、セパレータ５０の落ち込み量をＢを決定することができる。
θ７＝  ｔａｎ−１（−Ｒ／Ｓ）
θ８＝  ｔａｎ−１（−Ｒ／κＤｗｅ×ｓｉｎθ３）
θ３＝  ｃｏｓ−１｛（２Ｒ２＋Ｓ２−κＤｗｅ２）／（２Ｒ×（Ｒ２＋Ｓ２）１／２）｝
Ｂ  ＝  κＤｗｅ／２×ｓｉｎ（θ７−θ８）
【００６７】
つまり、上式を用いれば、ころ４０やセパレータの基本的な諸元が決定されると、一義的にころ位置によってセパレータの落ち込み量Ｂを求めることができる。例えば、κＤｗｅ＝４．２ｍｍ、Ｒ＝６．０５ｍｍとした場合に、上式に従って求められるセパレータの落ち込み量Ｂは、図１３に示される。
【００６８】
そして、セパレータ５０が移動中心Ｏ側に落ち込んでも、方向転換部の内周部分と接触しないようにするためには、
Ｈｉ＜ころ径／２−Ｂの関係を満足し、かつ、Ｈｏ−Ｈｉ≦Ｂを満足するように、セパレータ５０の凹面高さが設定されることになる。
【００６９】
同様に、セパレータ部５１の幅寸法（移動方向寸法）が、方向転換部において、隣接するころの回動中心を結ぶ線より移動中心Ｏ側に位置する側の幅寸法ｂよりも、隣接するころの回動中心を結ぶ線に対して移動中心Ｏの反対側に位置する側の幅寸法ａを大きくすることが好ましい（図１１参照）。なお、幅寸法に関しては、隣接するころ４０の外周に対応してセパレータ５０の両側に形成される曲面の曲率がマイナス（凹面）であるから、凹面高さ寸法Ｈｉ、Ｈｏを、上述の条件（Ｈｉ＜ころ径／２−Ｂの関係を満足し、かつ、Ｈｏ−Ｈｉ≦Ｂを満足すること）を満たすように設定すると、セパレータ部５１の幅寸法（移動方向寸法）が、方向転換部において、前記幅寸法ｂよりも、前記幅寸法ａが大きくなるように設定されることになる。
【００７０】
ところで、一般に、セパレータは形状が複雑であることから、安価に製作するために成型で製作されることが多い。このため、セパレータの素材としては、成形可能なプラスチィック材やエラストマー材などが用いられる。しかし、直動案内装置は、使用や保管上、通常、潤滑剤や防錆剤が使用される機械要素であり、従ってセパレータをプラスチック材やエラストマー材で成形する場合、膨潤をゼロにすることは難しい。そのため、セパレータをころ間に介装する場合には、ころの回動軸中心間距離に比較的大きな影響を及ぼす惧れがある。セパレータは、その両側に設けられころと接触して収容する凹面間の寸法よりも高さ方向における寸法のほうが大きいことから、膨潤が生じた場合、高さ方向への伸びが大きいため、この影響を受けて前記凹面間の間隔は小さくなる傾向となる。従って、セパレータを介装したころ列のスキマが増大し、セパレータからころが脱落し易くなるという惧れがある。
【００７１】
このため、本実施形態では、前記膨潤の前記凹面間の間隔への影響を極力小さくするために、ころ４０とセパレータ５０の凹面状の接触面５５との接触部を、セパレータ５０の両側に設けられる凹面状の接触面５５間の寸法が最も小さい位置になるように接触面５５を形成するようにしている。特に、凹面状の接触面５５を単一円弧で形成する場合には、ころ４０の最大径の１／２を越えるＲ寸法（半径寸法）で形成することが好ましい。
【００７２】
また、プラスチィック材やエラストマー材は、金属材料に比べ、弾性変形し易いため、セパレータを介装したころ列のスキマが変化し易く、ころの脱落が発生し易くなる惧れがある。このため、図３、図４等に示すように、セパレータ部５１のころ軸心方向長さを、ころ長より短くすることでスキューを抑制すると共に、図１１で説明した幅寸法ｂよりも幅寸法ａが大きくなるように設定することで、ころの抱え込み量Ｄｅｐｔｈを確保することが好ましいことになる。なお、図１１で説明した幅寸法ｂよりも幅寸法ａが大きくなるように設定することにより、方向転換部３７Ａ、３７Ｂにおけるころの保持機能が向上される結果、レール２０からスライダユニット３０を外した状態でも、ころの脱落防止が図られることとなる。
【００７３】
ところで、セパレータ５０には、図１４、図１５に示すように、セパレータ部５１のころ抱え込み部の端部にＲ面取り等を施すようにしても良い。また、Ｒ面取りの代りに、Ｃ面取りを採用しても良いものである。
【００７４】
更に、上記実施形態では、図４等に示すような潤滑剤溜りとして機能する凹溝５６及び貫通穴５７を設けた構成例について説明し、また潤滑剤溜りとしての構成例はこれに限定されるものではない旨も既述したが、具体的には、例えば、図１６、図１７に示すように構成することができるものである。
【００７５】
なお、図１７において、符号５８は、潤滑剤溜りの効果を一層促進するために、凹面状の接触面５５のころ４０との接触部付近に設けられたディンプル状の凹部である。但し、前記ディンプル状の凹部５８は、加工上の区別を無くして生産コストを低減するために、接触面５５の表面全体に設けるようにしても良い。
【００７６】
以上説明した本実施形態に係る直動案内装置では、セパレータ５０のセパレータ部５１におけるころ接触面５５の形状を凹面形状としたので、ころ４０の保持を確実に行なうことができると共に、セパレータ５０をころ間に介装しても、隣接するころの回動中心間距離を最小にすることができるため、負荷圏内に配設されるころ数の低下を最小限に留めることができる。
【００７７】
また、接触面５５の形状を凹面形状としたり、セパレータ５０に設けた腕部５２によりころ４０を保持したり、ころ４０の側面４１や腕部５２を案内する案内部材６１、６２、６３や、ころ４０の側面４１を案内するころ端面案内部３８を設ける構成としたので、ころの脱落を確実に防止できると共に、ころのスキューを効果的に抑制できるため、直動案内装置の作動性を高めることができる。そして、ころの衝突音が低減され、静粛な直動案内装置延いては該直動案内装置を用いた装置を提供できるものである。
【００７８】
更に、セパレータ５０の接触面５５に、凹溝５６、貫通穴５７、ディンプル部５８等を設けるようにすれば、潤滑特性が改善され、ころ４０やセパレータ５０の摩耗を抑制することができる。
【００７９】
また、本実施形態に係るセパレータ部５１のように、腕部５２とセパレータ部５１とが接触しないようにする一方で、セパレータ部５１のころ軸方向長さを可能な限り長くするようにすれば、ころの円滑な運動を損なうことなく効果的にころの不必要な運動を抑制できるため、以って円滑にころを作動させることができると共にころのスキュー発生を効果的に抑制することが可能である。
【００８０】
ところで、上記実施形態で説明した構成例は一例に過ぎず、本発明に係る技術的思想の範囲内において、適宜変形できることは勿論である。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、簡単な構成でありながら、負荷容量の低下やスキューの発生が効果的に抑制され作動性が促進された直動案内装置用セパレータ、該セパレータを含む直動案内装置、延いては該直動案内装置を含む装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る直動案内装置（リニアガイド装置）の概略的な構成を説明する斜視図（一部に断面を含む）である。
【図２】同上実施の形態に係る直動案内装置を図１に示す直動方向から見た図（一部に断面を含む）である。
【図３】同上実施の形態に係るころ及びセパレータを転動面に直交する方向から見た図である。
【図４】図３のころ及びセパレータを直動方向から見た図である。
【図５】図４のＡ−Ａ断面図である。
【図６】図３のころ及びセパレータをころの回動中心軸（軸心）に平行な方向から見た図である。
【図７】同上実施の形態において決定される「腕部長さ」について説明するための図である。
【図８】同上実施の形態において決定される「腕部長さ」について説明するための図である。
【図９】同上実施の形態に係るころ列を説明するための図である。
【図１０】同上実施の形態に係る「セパレータ」と「ころ」との接触角について説明する図である。
【図１１】同上実施の形態において決定される「凹面高さ」について説明するための図である。
【図１２】「落ち込み量」について説明するための図である。
【図１３】「基準位置からころ中心までの距離Ｓ」と「落ち込み量Ｂ」との関係を示す図である。
【図１４】同上実施の形態に係るセパレータ部のＲ面取りの一例を示す図である。
【図１５】同上実施の形態に係るセパレータ部のＲ面取りの一例を示す図である。
【図１６】（Ａ）は、本発明に係る潤滑溜りの一例を示す図である。（Ｂ）は、（Ａ）を直動方向から見た図である。
【図１７】（Ａ）は、本発明に係る潤滑溜りの他の一例を示す図である。（Ｂ）は、（Ａ）を直動方向から見た図である。図１４の側面図である。
【符号の説明】
１    直動案内装置
２０    レール
２１    転動溝
２２Ａ  転動面
２２Ｂ  転動面
３０    スライダユニット
３１    転送部
３２Ａ  転動面
３２Ｂ  転動面
４０    ころ
５０    セパレータ
５１    セパレータ部
５２    アーム部
５３    架橋部
５６    凹溝
５７    貫通穴
５８    ディンプル部
【図１】
2004360744.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2004360744.tif 000006
【図５】
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【図６】
2004360744.tif 000008
【図７】
2004360744.tif 000009
【図８】
2004360744.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2004360744.tif 000014
【図１３】
2004360744.tif 000015
【図１４】
2004360744.tif 000016
【図１５】
2004360744.tif 000017
【図１６】
2004360744.tif 000018
【図１７】
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