(57)【要約】【課題】耐久性に優れた直動案内装置を提供する。【解決手段】案内レール１と、軸方向に移動可能に案内レール１に取り付けられたスライダ２と、転動体転動路１４内に転動自在に装填された複数の転動体３と、転動体３を転動体転動路１４の終点から始点へ送る転動体戻し路１６と、転動体転動路１４の終点に位置する転動体３を転動体戻し路１６内に案内する転動体すくい上げ部１７と、を備える直動案内装置は、転動体戻し路１６が直線状路１３と湾曲路１５とで構成され、スライダ２がベアリングブロック２Ａとエンドキャップ２Ｂとで構成されている。そして、湾曲路１５は、曲率半径及び曲率中心が異なる３個の円弧を含んで全体として湾曲した形状をなしており、転動体すくい上げ部１７と連続する湾曲路１５の端部は、湾曲路１５の両端間の直線距離を直径とする円弧よりも大きな曲率半径を有する円弧状である。【選択図】　　図５
2004108474.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に延びる転動体転動溝を外面に有する案内レールと、該案内レールの転動体転動溝に対向する転動体転動溝を有するとともに軸方向に相対移動可能に前記案内レールに取り付けられたスライダと、前記両転動体転動溝の間に形成される転動体転動路内に転動自在に装填された複数の転動体と、前記転動体を前記転動体転動路の終点から始点へ送る転動体戻し路と、前記転動体転動路の終点に位置する前記転動体を前記転動体戻し路内に案内する転動体すくい上げ部と、を備え、
前記転動体戻し路が、軸方向に延びる第一戻し路と、該第一戻し路と前記転動体転動路とを連通する湾曲状の第二戻し路と、で構成され、
前記スライダが、前記転動体転動溝及び前記第一戻し路を有するベアリングブロックと、前記ベアリングブロックの軸方向両端に取り付けられ前記第二戻し路を有するエンドキャップと、で構成された直動案内装置において、
前記第二戻し路は、曲率半径及び曲率中心が異なる複数の円弧を含んで全体として湾曲した形状をなしており、
前記転動体すくい上げ部と連続する前記第二戻し路の端部は、前記第二戻し路の両端間の直線距離を直径とする円弧よりも大きな曲率半径を有する円弧状、又は直線状であることを特徴とする直動案内装置。
【請求項２】
軸方向に延びる転動体転動溝を外面に有する案内レールと、該案内レールの転動体転動溝に対向する転動体転動溝を有するとともに軸方向に相対移動可能に前記案内レールに取り付けられたスライダと、前記両転動体転動溝の間に形成される転動体転動路内に転動自在に装填された複数の転動体と、前記転動体を前記転動体転動路の終点から始点へ送る転動体戻し路と、前記転動体転動路の終点に位置する前記転動体を前記転動体戻し路内に案内する転動体すくい上げ部と、を備え、
前記転動体戻し路が、軸方向に延びる第一戻し路と、該第一戻し路と前記転動体転動路とを連通する湾曲状の第二戻し路と、で構成され、
前記スライダが、前記転動体転動溝及び前記第一戻し路を有するベアリングブロックと、前記ベアリングブロックの軸方向両端に取り付けられ前記第二戻し路を有するエンドキャップと、で構成された直動案内装置において、
前記第二戻し路は自由曲線形状をなしており、そのうち前記転動体すくい上げ部と連続する前記第二戻し路の端部は、前記第二戻し路の両端間の直線距離を直径とする円弧よりも大きな曲率半径を有する円弧状、又は直線状であることを特徴とする直動案内装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐久性に優れた直動案内装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の直動案内装置の構成を、斜視図である図１３、正面図である図１４（ただし、エンドキャップを省略して図示してある）、及び図１４のＡ−Ａ線断面図である図１５を参照しながら説明する。
この直動案内装置は、軸方向に延びる断面略角形の案内レール１０１と、この案内レール１０１に組み付けられた断面略コ字状のスライダ１０２と、を備えており、案内レール１０１の両側面１０１ａ，１０１ａには、合わせて４列の転動体転動溝１１０，１１０，１１０，１１０が軸方向に形成されている。
【０００３】
また、スライダ１０２は、ベアリングブロック１０２Ａとその軸方向の両端部に取り付けられたエンドキャップ１０２Ｂ，１０２Ｂとで構成されており、さらに、スライダ１０２の両端部（各エンドキャップ１０２Ｂの端面）には、案内レール１０１とスライダ１０２との間の隙間の開口をシールするサイドシール１０５，１０５が装着されている。
【０００４】
さらに、ベアリングブロック１０２Ａは、その両袖部１０６，１０６の内側面に案内レール１０１の転動体転動溝１１０，１１０，１１０，１１０に対向する転動体転動溝１１１，１１１，１１１，１１１を有するとともに、袖部１０６，１０６の肉厚部分を軸方向に貫通する直線状路１１３，１１３，１１３，１１３を有している（図１４を参照）。そして、対向する両転動体転動溝１１０，１１０，１１０，１１０，１１１，１１１，１１１，１１１から転動体転動路１１４，１１４，１１４，１１４が形成されている。
【０００５】
一方、図１５に示すように、エンドキャップ１０２Ｂ，１０２Ｂは、転動体転動路１１４とこれに平行な直線状路１１３とを連通させる湾曲路１１５を有しており、これら直線状路１１３と両端の湾曲路１１５，１１５とで、後述する転動体１０３を転動体転動路１１４の終点から始点へ送る転動体戻し路１１６を構成している。
【０００６】
そして、転動体転動路１１４と転動体戻し路１１６とで転動体循環路が形成されており、この転動体循環路内には例えば鋼球からなる多数の転動体１０３が装填されている。
案内レール１０１に組み付けられたスライダ１０２は、転動体転動路１１４内の転動体１０３の転動を介して案内レール１０１に沿って滑らかに移動し、その移動中、転動体１０３はスライダ１０２内の前記転動体循環路内を転動しつつ無限循環する。
【０００７】
このような従来の直動案内装置においては、エンドキャップ１０２Ｂ内に備えられた転動体すくい上げ部１１７によって、転動体１０３が転動体転動路１１４（負荷部）から湾曲路１１５（非負荷部）にすくい上げられ、直線状路１１３へ送られるようになっている。また、直線状路１１３に送られた転動体１０３は、反対側の湾曲路１１５を介して転動体転動路１１４に戻されるようになっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図１５から分かるように湾曲路１１５はＲ形状（湾曲路１１５の両端間の直線距離を直径とする円弧状）をなしているので、転動体１０３が湾曲路１１５を通る際には湾曲路１１５に遠心力が負荷される。よって、前述のように転動体１０３が湾曲路１１５を経由して転動体転動路１１４に戻される際には、転動体すくい上げ部１１７に遠心力が負荷されることとなる。
【０００９】
ところが、転動体すくい上げ部１１７は尖鋭な形状をなしているので、前記遠心力によって損傷を受けるおそれがある。そして、このような現象は、直動案内装置が高速で駆動される場合に顕著となる。
Ｒ形状の湾曲路１１５の曲率半径を大きくすれば、前記遠心力を小さくすることができるが、エンドキャップ１０２Ｂの大きさによって湾曲路１１５の曲率半径の大きさにも上限が生じる。
【００１０】
また、エンドキャップ１０２Ｂを大きくすれば、湾曲路１１５の曲率半径を大きく取ることができるが、そうすると直動案内装置が大型化するという問題が生じる。
このようなことから、従来の直動案内装置においては、前記遠心力を十分に小さくすることは困難であった。
【００１１】
また、転動体転動路１１４（負荷部）と転動体すくい上げ部１１７との間には遊び空間（図１６を参照）があるので、転動体１０３が本来の軌道から大きく外れて転動体転動溝１１０のランド部に干渉しやすくなり、転動体１０３とランド部に損傷が生じるおそれがある。
そこで、本発明は、上記のような従来の直動案内装置が有する問題点を解決し、高速で駆動されても損傷が生じにくい耐久性に優れた直動案内装置を提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発明に係る請求項１の直動案内装置は、軸方向に延びる転動体転動溝を外面に有する案内レールと、該案内レールの転動体転動溝に対向する転動体転動溝を有するとともに軸方向に相対移動可能に前記案内レールに取り付けられたスライダと、前記両転動体転動溝の間に形成される転動体転動路内に転動自在に装填された複数の転動体と、前記転動体を前記転動体転動路の終点から始点へ送る転動体戻し路と、前記転動体転動路の終点に位置する前記転動体を前記転動体戻し路内に案内する転動体すくい上げ部と、を備え、前記転動体戻し路が、軸方向に延びる第一戻し路と、該第一戻し路と前記転動体転動路とを連通する湾曲状の第二戻し路と、で構成され、前記スライダが、前記転動体転動溝及び前記第一戻し路を有するベアリングブロックと、前記ベアリングブロックの軸方向両端に取り付けられ前記第二戻し路を有するエンドキャップと、で構成された直動案内装置において、前記第二戻し路は、曲率半径及び曲率中心が異なる複数の円弧を含んで全体として湾曲した形状をなしており、前記転動体すくい上げ部と連続する前記第二戻し路の端部は、前記第二戻し路の両端間の直線距離を直径とする円弧よりも大きな曲率半径を有する円弧状、又は直線状であることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る請求項２の直動案内装置は、軸方向に延びる転動体転動溝を外面に有する案内レールと、該案内レールの転動体転動溝に対向する転動体転動溝を有するとともに軸方向に相対移動可能に前記案内レールに取り付けられたスライダと、前記両転動体転動溝の間に形成される転動体転動路内に転動自在に装填された複数の転動体と、前記転動体を前記転動体転動路の終点から始点へ送る転動体戻し路と、前記転動体転動路の終点に位置する前記転動体を前記転動体戻し路内に案内する転動体すくい上げ部と、を備え、前記転動体戻し路が、軸方向に延びる第一戻し路と、該第一戻し路と前記転動体転動路とを連通する湾曲状の第二戻し路と、で構成され、前記スライダが、前記転動体転動溝及び前記第一戻し路を有するベアリングブロックと、前記ベアリングブロックの軸方向両端に取り付けられ前記第二戻し路を有するエンドキャップと、で構成された直動案内装置において、前記第二戻し路は自由曲線形状をなしており、そのうち前記転動体すくい上げ部と連続する前記第二戻し路の端部は、前記第二戻し路の両端間の直線距離を直径とする円弧よりも大きな曲率半径を有する円弧状、又は直線状であることを特徴とする。
【００１４】
このような構成とすれば、転動体が第二戻し路の端部を通過する際に生じる遠心力が小さくなる。よって、尖鋭な形状をなす転動体すくい上げ部は前記遠心力による損傷を受けにくいので、直動案内装置は耐久性が優れている。
また、転動体転動路（負荷部）と転動体すくい上げ部との間の遊び空間を小さくすることができるので、転動体が本来の軌道から大きく外れて転動体転動溝のランド部に干渉することを防ぐことができる。よって、転動体とランド部が損傷を受けることを防ぐことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明に係る直動案内装置の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明に係る直動案内装置の一実施形態を示す斜視図である。また、図２は、図１の直動案内装置を軸方向から見た正面図（ただし、エンドキャップを省略して図示してある）であり、図３は、図２のＡ−Ａ線断面図である。さらに、図４はエンドキャップの斜視図である。
【００１６】
まず、本実施形態の直動案内装置の構成を説明する。軸方向に延びる横断面略角形の案内レール１上に、横断面形状が略コ字状の金属製のスライダ２が軸方向に移動可能に組み付けられている。
この案内レール１の上面と側面１ａ，１ａとが交差する稜線部には、軸方向に延びる断面ほぼ１／４円弧形状の凹溝からなる転動体転動溝１０，１０が形成され、また、案内レール１の両側面１ａ，１ａの中間位置には、軸方向に延びる断面ほぼ半円形の凹溝からなる転動体転動溝１０，１０が形成されている。
【００１７】
また、スライダ２は、スライダ２の本体をなすベアリングブロック２Ａと、その軸方向両端部に着脱可能に取り付けられた樹脂製のエンドキャップ２Ｂ，２Ｂと、で構成されており、さらに、スライダ２の両端部（各エンドキャップ２Ｂの端面）には、案内レール１とスライダ２との間の隙間の開口をシールするサイドシール５，５がそれぞれ装着されている。
【００１８】
さらに、ベアリングブロック２Ａの両袖部６，６の内側面の角部には、案内レール１の転動体転動溝１０，１０に対向する断面ほぼ半円形の転動体転動溝１１，１１が形成され、両袖部６，６の内側面の中央部には、案内レール１の転動体転動溝１０，１０に対向する断面ほぼ半円形の転動体転動溝１１，１１が形成されている。
【００１９】
そして、案内レール１の転動体転動溝１０，１０，１０，１０と両袖部６，６の転動体転動溝１１，１１，１１，１１とで、断面ほぼ円形の転動体転動路１４，１４，１４，１４が形成されていて、これらの転動体転動路１４は軸方向に延びている。なお、案内レール１及びスライダ２が備える転動体転動溝１０，１１の数は片側二列に限らず、例えば片側一列や片側三列以上であってもよい。
【００２０】
さらにまた、スライダ２は、ベアリングブロック２Ａの袖部６，６の肉厚部分の上部及び下部に、転動体転動路１４と平行をなして軸方向に貫通する断面円形の貫通孔からなる直線状路１３，１３，１３，１３を備えている。
一方、図３及び図４に示すように、断面略コ字状のエンドキャップ２Ｂ，２Ｂは、ベアリングブロック２Ａとの当接面（裏面）に、転動体転動路１４とこれに平行な直線状路１３とを連通させる半ドーナッツ状の湾曲路１５を有しており、これら直線状路１３と両端の湾曲路１５，１５とで、後述する転動体３を転動体転動路１４の終点から始点へ送る転動体戻し路１６を構成している。
【００２１】
そして、転動体転動路１４と転動体戻し路１６とで略環状の転動体循環路が形成されており、この転動体循環路内には例えば鋼球からなる多数の転動体３が装填されている。なお、直線状路１３が本発明の構成要件たる第一戻し路に相当し、湾曲路１５が本発明の構成要件たる第二戻し路に相当する。
案内レール１に組みつけられたスライダ２を案内レール１に沿って軸方向に移動させると、転動体転動路１４内に装填されている転動体３は、転動体転動路１４内を転動しつつ案内レール１に対してスライダ２と同方向に移動する。そして、転動体３が転動体転動路１４の終点に達すると、転動体戻し路１６（湾曲路１５）の端部に連続して設けられた転動体すくい上げ部１７により案内されて転動体転動路１４から湾曲路１５へ送られる。
【００２２】
湾曲路１５に入った転動体３は、湾曲路１５によりＵターンして直線状路１３に導入され、直線状路１３を通って反対側の湾曲路１５に至る。ここで再びＵターンして転動体転動路１４に戻り、このような転動体循環路内の循環を無限に繰り返す。
ここで、湾曲路１５の形状について、図５を参照しながら詳細に説明する。
【００２３】
本実施形態の直動案内装置の湾曲路１５は、全体としては湾曲した形状をなしているが、破線で示したような単一Ｒ形状（湾曲路１５の両端間の直線距離を直径とする円弧状）をなしておらず、曲率半径及び曲率中心が異なる３個の円弧状部分Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３が連続する曲線形状をなしている。
そして、３個の円弧状部分Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の中で、転動体戻し路１６（湾曲路１５）の端部に位置して転動体すくい上げ部１７と連続する円弧状部分Ｒ１は、湾曲路１５の両端間の直線距離を直径とする円弧よりも大きな曲率半径を有する円弧状とされている。
【００２４】
このような構成であれば、湾曲路が単一Ｒ形状である場合と比較して、転動体３が湾曲路１５を通過する際に生じる遠心力が小さい。よって、転動体すくい上げ部１７は尖鋭な形状をなしているものの、前記遠心力による損傷は生じにくいので、直動案内装置は耐久性が優れている。
また、図５から分かるように、湾曲路１５を円弧状部分Ｒ１の曲率半径と同一の曲率半径を有する単一Ｒ形状とした場合（図５では１点鎖線で示した）と比較して、エンドキャップ２Ｂの大きさ（軸方向長さ及び軸方向に垂直な方向の長さ）を大幅に小さく抑えることができる。図５においては、抑制することができたエンドキャップ２Ｂの軸方向長さをＸａ、軸方向に垂直な方向の長さをＸｂで示してある。
【００２５】
さらに、図６に示すように、転動体転動路１４（負荷部）と転動体すくい上げ部１７との間の遊び空間を、湾曲路１５が破線で示したような単一Ｒ形状である場合と比較してＳの分だけ小さくすることができるので、転動体３が本来の軌道から大きく外れて転動体転動溝１０のランド部（図示せず）に干渉することを防ぐことができる。よって、転動体３と前記ランド部が損傷を受けることを防ぐことができる。
【００２６】
なお、本実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
例えば、図５における湾曲路１５の端部に位置して転動体すくい上げ部１７と連続する円弧状部分Ｒ１を、図７に示すように、直線状部分Ｌに置き換えてもよい（すなわち、曲率半径及び曲率中心が異なる円弧状部分は２個である）。そうすれば、転動体３が直線状部分Ｌを通る際に生じる遠心力は極めて小さくなるから、転動体すくい上げ部１７に損傷が生じにくい。
【００２７】
また、湾曲路１５を、曲率半径及び曲率中心が異なる４個以上の円弧状部分が連続する曲線形状としてもよい。円弧状部分が４個（Ｒ１〜Ｒ４）の例を図８に示し、５個（Ｒ１〜Ｒ５）の例を図９に示す。
さらに、湾曲路１５が全体として湾曲した形状をなしていれば、図１０及び図１１に示すように、円弧状部分の間に直線状部分Ｌを介在させてもよい。
【００２８】
さらにまた、湾曲路１５が全体として湾曲した形状をなしており、しかも、湾曲路１５の端部の転動体すくい上げ部１７と連続する部分が、湾曲路１５の両端間の直線距離を直径とする円弧よりも大きな曲率半径を有する円弧状であるか、又は直線状であれば、図１２に示すように、湾曲路１５は自由曲線形状であってもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の直動案内装置は、高速で駆動されても損傷が生じにくく耐久性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の直動案内装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１の直動案内装置を軸方向から見た正面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】エンドキャップの斜視図である。
【図５】湾曲路の形状を説明する断面図である。
【図６】遊び空間の大きさの違いを説明する断面図である。
【図７】本発明の直動案内装置の別の実施形態における湾曲路の形状を説明する断面図である。
【図８】本発明の直動案内装置の別の実施形態における湾曲路の形状を説明する断面図である。
【図９】本発明の直動案内装置の別の実施形態における湾曲路の形状を説明する断面図である。
【図１０】本発明の直動案内装置の別の実施形態における湾曲路の形状を説明する断面図である。
【図１１】本発明の直動案内装置の別の実施形態における湾曲路の形状を説明する断面図である。
【図１２】本発明の直動案内装置の別の実施形態における湾曲路の形状を説明する断面図である。
【図１３】従来の直動案内装置を示す斜視図である。
【図１４】図１３の直動案内装置を軸方向から見た正面図である。
【図１５】図１４のＡ−Ａ線断面図である。
【図１６】従来の直動案内装置における転動体すくい上げ部の近傍部分の拡大断面図である。
【符号の説明】
１　　　案内レール
２　　　スライダ
２Ａ　　ベアリングブロック
２Ｂ　　エンドキャップ
３　　　転動体
１０，１１　　　転動体転動溝
１３　　　直線状路
１４　　　転動体転動路
１５　　　湾曲路
１６　　　転動体戻し路
１７　　　転動体すくい上げ部
Ｌ　　　直線状部分
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３　　　円弧状部分
【図１】
2004108474.tif 000003
【図２】
2004108474.tif 000004
【図３】
2004108474.tif 000005
【図４】
2004108474.tif 000006
【図５】
2004108474.tif 000007
【図６】
2004108474.tif 000008
【図７】
2004108474.tif 000009
【図８】
2004108474.tif 000010
【図９】
2004108474.tif 000011
【図１０】
2004108474.tif 000012
【図１１】
2004108474.tif 000013
【図１２】
2004108474.tif 000014
【図１３】
2004108474.tif 000015
【図１４】
2004108474.tif 000016
【図１５】
2004108474.tif 000017
【図１６】
2004108474.tif 000018