(57)【要約】【課題】ボール戻し路内でのボールの詰まり現象を抑制して作動性の向上を図ることのできるリニアガイド装置を提供する。【解決手段】ボール１５径をＤｗ、ボール１５心間距離をＤｗ’、ボール戻し路１６内におけるボール１５の個数をＮＲとしたとき、Ｍｒｌ＝Ｓ・ｎ−ＮＲ（ただし、Ｓ：Ｄｗ’／Ｄｗ、ｎ：０≦Ｍｒｌ≦Ｓとなる自然数）で定義される余裕値Ｍｒｌを０≦Ｍｒｌ≦０．４の範囲に設定する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に沿う直線状のボール転動溝を有する案内レールと、前記ボール転動溝に対向する直線状のボール転動溝を有するスライダと、前記案内レールまたは前記スライダの直線運動に伴って前記ボール転動溝間に形成されたボール転動路を転動する多数のボールとを備え、前記ボール転動溝間を転動したボールを前記スライダに形成されたボール戻し路に導入して無限循環させるリニアガイド装置において、
前記ボールの直径をＤｗ、前記ボールの中心間距離をＤｗ’、前記ボール戻し路内における前記ボールの個数をＮＲとしたとき、Ｍｒｌ＝Ｓ・ｎ−ＮＲ（ただし、Ｓ：Ｄｗ’／Ｄｗ、ｎ：０≦Ｍｒｌ≦Ｓとなる自然数）で定義される余裕値Ｍｒｌを０≦Ｍｒｌ≦０．４の範囲に設定したことを特徴とするリニアガイド装置。
【請求項２】
前記余裕値Ｍｒｌを０．０５≦Ｍｒｌ≦０．２５の範囲に設定したことを特徴とする請求項１記載のリニアガイド装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば工作機械の可動テーブル等を一軸方向に案内する手段として用いられるリニアガイド装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のリニアガイド装置は、たとえば長手方向に沿う直線状のボール転動溝を両側面に有する案内レールと、この案内レールのボール転動溝に対向する直線状のボール転動溝を内側面に有するスライダとを備えており、スライダを案内レールの長手方向に相対移動させるとスライダに組み込まれた多数の球状ボールがボール転動溝間を転動し、さらにスライダに形成されたボール戻し路を転動して無限循環するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなリニアガイド装置では、次のような問題点を有していた。すなわち、従来のリニアガイド装置では、ボール転動路を転動したボールがボール戻し路に入ると予圧力などの負荷を受けない無負荷状態となる。このため、無負荷圏であるボール戻し路に入ったボールが前に進むためには別のボールによって後から押されなければならないため、ボール戻し路内ではボールが一杯に詰まった状態となる。このとき、ボール戻し路内のボールは互いに押し合うことになる。ここで、特公平６−５４１２９号公報に記載されているように、ボール戻し路の入口と出口とでボールの移動量に差が生じ、ボール戻し路入口のボール移動量のほうが大きくなると、ボール戻し路の入口と出口にあるボールはそれぞれ負荷圏であるボール転動路内のボールに押されることになる。そうすると、ボール戻し路内のボールが互いに押し合うことによってボールやスライダの摩擦損失が増大してリニアガイド装置の作動性を低下させるという問題があった。そこで、特公平６−５４１２９号公報に記載されているように、ボールの移動量の差を極小にする対策などが採られたが、差を零にすることは不可能である。また、各ボールの間に樹脂等の弾性材からなる保持ピースを介在させてボール同士の押し合いを軽減するようにしたものが提案されているが、十分な対策とは言えなかった。
【０００４】
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、ボール戻し路内でのボールの詰まり現象を抑制して作動性の向上を図ることのできるリニアガイド装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、長手方向に沿う直線状のボール転動溝を有する案内レールと、前記ボール転動溝に対向する直線状のボール転動溝を有するスライダと、前記案内レールまたは前記スライダの直線運動に伴って前記ボール転動溝間を転動する多数のボールとを備え、前記ボール転動溝間を転動したボールを前記スライダに形成されたボール戻し路に導入して無限循環させるリニアガイド装置において、前記ボールの直径をＤｗ、前記ボールの中心間距離をＤｗ’、前記ボール戻し路内における前記ボールの個数をＮＲとしたとき、Ｍｒｌ＝Ｓ・ｎ−ＮＲ（ただし、Ｓ：Ｄｗ’／Ｄｗ、ｎ：０≦Ｍｒｌ≦Ｓとなる自然数）で定義される余裕値Ｍｒｌを０≦Ｍｒｌ≦０．４の範囲に設定したことを特徴とする。この場合、請求項２記載の発明のように、余裕値Ｍｒｌを０．０５≦Ｍｒｌ≦０．２５の範囲に設定することが望ましい。
【０００６】
【作用】
本発明に係るリニアガイド装置では、ボールの移動量の差が作動性に影響しないようにした。
図４（ａ）に示すように、無負荷圏であるボール戻し路１６から出ようとするボール１５は、後のボール１５により押されることによって負荷圏に入る。
【０００７】
図４（ｂ）に示すように、ボール戻し路の入口と出口とでボール１５の移動量に差が生じてボール戻し路入口のボール移動量のほうが大きくなると負荷圏出口と負荷圏入口のボール１５はボール戻し路１６内のボールを介して押し合うことになるが、図４（ｃ）に示すように、負荷圏出口のボール１５がすぐに負荷圏から無負荷圏に入るので、ボール同士が押し合っている間は短く、ボールの移動量の差の位相関係によってはボール同士が押し合わない間に負荷圏から出ることができる。よって、摩擦の上昇はなく、良好な作動性を得ることができる。
【０００８】
また、負荷圏と無負荷圏との境界部にクラウニング加工を施してあるリニアガイド装置は、それぞれの境界部で図５のように無負荷圏方向に出ようとする力が発生するが、Ｍｒｌが零に近づくほど左右対称になるので、より小さな変動成分も抑えることができる。
また、図６に示すように、ボール１５の間に保持ピース１７を介在させた場合も同様の原理である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るリニアガイド装置を示す斜視図である。同図に示されるように、本発明の一実施形態に係るリニアガイド装置１０は、案内レール１１と、この案内レール１１の両側に袖部１２ａを有する断面コ字形のスライダ１２とを備えており、案内レール１１の両側面には直線状のボール転動溝１３が案内レール１１の長手方向に沿って形成されている。このボール転動溝１３はスライダ１２の袖部内側面に形成された直線状のボール転動溝１４と対向しており、スライダ１２を案内レール１１の長手方向に相対移動させるとスライダ１２に組み込まれた多数のボール１５がボール転動溝１３，１４間を転動し、さらにスライダ１２の袖部１２ａ内に形成されたボール戻し路１６を転動して無限循環するようになっている。
【００１０】
このような構成に基づく本発明の実施例を比較例と共に表１に示す。
【００１１】
【表１】
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【００１２】
本発明者らは、表１に番号１〜２１で示される各リニアガイド装置（ボール径：５．５５６ｍｍ）に対して送り速度：１ｍ／ｍｉｎ、潤滑油：メカニックオイル６８＃の試験条件で動摩擦測定試験を図２に示す動摩擦測定試験機を用いて行い、各リニアガイド装置の動摩擦特性を試験した。そして、動摩擦測定試験により得られた試験データをベーストルクに対する変動率として求めた。その結果を表１に併記すると共に図３に示す。なお、図２中２０は動摩擦測定用ロードセル、２１は被測定物（リニアガイド）、２２は被測定物支持用ブラケット、２３は測定機側リニアガイド、２４はボールねじ、２５はボールねじ駆動用モータをそれぞれ示している。
【００１３】
図３に示す変動率とＭｒｌとの関係から明らかなように、余裕値Ｍｒｌが０．４を超えると動摩擦抵抗の効率が高くなり、リニアガイド装置の作動性が低下することがわかる。また、余裕値Ｍｒｌが０．２５以下になるとリニアガイド装置の作動性が良好となるが、逆に余裕値Ｍｒｌが０．０５を下回ると動摩擦抵抗の効率が高くなり、リニアガイド装置の作動性が低下することがわかる。
【００１４】
したがって、余裕値Ｍｒｌを０≦Ｍｒｌ≦０．４、好ましくは０．０５≦Ｍｒｌ≦０．２５の範囲に設定すると、リニアガイド装置の動摩擦抵抗の効率が低減されるので、リニアガイド装置の作動性を向上させることができる。
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではない。たとえば、上述した実施の形態では保持ピースを持たないリニアガイド装置に適用した場合を例示したが、ボールの間に保持ピースを有するリニアガイド装置についても適用でき、この場合の余裕値ＭｒｌはＭｒｌ＝Ｓ・ｎ−ＮＲ’（ただし、ＮＲ’；ボール間に保持ピースを介在させない場合にボール戻し路内に入るボール数）から求めることができる。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ボール戻し路内でのボールの詰まり現象を抑制して作動性の向上を図ることのできるリニアガイド装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るリニアガイド装置を示す図である。
【図２】リニアガイド装置の動摩擦特性を試験するときに用いられるリニアガイド動摩擦測定試験機の平面図である。
【図３】表１に示す各リニアガイド装置の動摩擦抵抗の変動率と余裕値との関係を示す図である。
【図４】本発明に係るリニアガイド装置の作用を説明するための図である。
【図５】ボール負荷圏とボール無負荷圏との境界部にクラウニング加工を施した場合の本発明の作用を説明するための図である。
【図６】ボールの間に保持ピースを介在させた場合の本発明の作用を説明するための図である。
【符号の説明】
１１　　案内レール
１２　　ナット
１３，１４　　ボール転動溝
１５　　ボール
１６　　ボール戻し路
１７　　保持ピース
【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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