(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
転動体転走面が形成される軌道体と、
前記転動体転走面に対応する負荷転動体転走路、前記負荷転動体転走路に対して略平行に形成される無負荷転動体転走路、及び前記負荷転動体転走路と前記無負荷転動体転走路とを接続する一対の方向転換路で構成される転動体無限循環路を有するとともに、前記軌道体に対して相対的に移動可能に組み付けられる移動体と、
前記転動体無限循環路に循環可能に配列されて前記移動体と前記軌道体との相対運動に伴って、前記負荷転動体転走路と前記無負荷転動体転走路との間を転動する複数の転動体と、
前記転動体無限循環路に配設されて前記複数の転動体を所定の間隔を置いて回転可能に保持する複数の転動体整列具と、
を備える運動装置において、
前記複数の転動体整列具の各々の転動方向長さは、前記複数の転動体整列具の内、前記無負荷転動体転走路及び前記方向転換路のみに存在するものがあるとき、前記負荷転動体転走路に存在するものの合計転動方向長さが、前記転動体無限循環路の転動体軌道長の１／２よりも長くなるように形成されることを特徴とする運動装置。
【請求項２】
前記複数の転動体整列具の各々の転動方向長さは、前記負荷転動体転走路の軌道長以下になるよう形成されることを特徴とする請求項１に記載の運動装置。
【請求項３】
前記複数の転動体整列具の各々の転動方向長さは、前記方向転換路の軌道長以上になるよう形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の運動装置。
【請求項４】
前記複数の転動体整列具の総数が奇数であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の運動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば無限摺動用の直線案内装置や曲線案内装置、旋回ベアリング等の運動装置に係り、特に、転動体を回転可能に保持する複数の転動体整列具の総数を最適な数に定めることができる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の運動装置として、特許文献１に示される摺動案内装置が知られている。
この摺動案内装置１は、図３及び図４に示されるように、転動体転走面２が形成される軌道体３と、前記転動体転走面２に対応する負荷転動体転走路４Ａ、前記負荷転動体転走路４Ａに対して略平行に形成される無負荷転動体転走路４Ｂ及び該負荷転動体転走路４Ａと前記無負荷転動体転走路４Ｂとを接続する一対の方向転換路４Ｃとで構成される転動体無限循環路４を有するとともに、前記軌道体３に対して相対的に移動可能に組み付けられる移動体５と、前記転動体無限循環路４に循環可能に配列されて前記移動体５と前記軌道体３との相対運動に伴って、前記負荷転動体転走路４Ａと前記無負荷転動体転走路４Ｂとの間を転動する複数の転動体６と、を具備するものである。
【０００３】
また、前記複数の転動体６は、前記転動体無限循環路４に配設された転動体整列具７（以下、単にリテーナと表現する）により、所定の間隔をもって回転可能に保持されることで有端転動体チェーンを構成する。また、該有端転動体チェーンは、上述の転動体無限循環路４内に１本又は複数本が組み込まれている。
上記のような運動装置では、移動体５が軌道体３に対して移動すると、転動体無限循環路４の負荷転動体転走路４Ａにて、転動体６が荷重を支承しながら転動する。この負荷転動体転走路４Ａでの転動体６の移動によって、有端転動体チェーンのリテーナが転動体無限循環路４内を無限循環する。
【０００４】
その際、同じ転動体無限循環路４内の無負荷転動体転走路４Ｂ及び方向転換路４Ｃ内にあるリテーナは、負荷転動体転走路４Ａ内のリテーナによって後方から押されることで、該無負荷転動体転走路４Ｂ及び方向転換路４Ｃ内を従動走行して、再び負荷転動体転走路４Ａに到達することになる。
なお、以下の説明において、リテーナに走行力が付与される負荷転動体転走路４Ａを負荷が掛けられる負荷域、リテーナが従動走行される無負荷転動体転走路４Ｂ及び一対の方向転換路４Ｃを、負荷が掛からない無負荷域という。
【特許文献１】特開平１０‐９２６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような運動装置では、図５に示すように、転動体無限循環路４内にてリテーナを複数に分割した用いる場合がある。なお、図５は、転動体無限循環路４内でリテーナを２分割した例である。
図５の例では、一方のリテーナ（このリテーナを符号Ａ１で示す）が、負荷転動体転走路４Ａである負荷域Ｌ１に位置し、また、他方のリテーナ（このリテーナを符号Ａ２で示す）が、無負荷転動体転走路４Ｂ及び方向転換路４Ｃで示される無負荷域Ｌ２に位置する場合に、無負荷域Ｌ２に位置するリテーナＡ２が、負荷域Ｌ１に位置するリテーナＡ１に押されて従動走行することになる。
ところで、このように複数に分割したリテーナを用いる場合において、全リテーナの安定走行等の観点からその分割数をいくつとすれば良いかという提案はこれまでになされておらず、この点において新しい技術の提供が期待されていた。
【０００６】
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、一つの転動体無限循環路内でリテーナの分割数を最適な値に設定することで、該転動体無限循環路内にて全リテーナを安定走行させることが可能な運動装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る運動装置では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
本発明は、転動体転走面が形成される軌道体と、前記転動体転走面に対応する負荷転動体転走路、前記負荷転動体転走路に対して略平行に形成される無負荷転動体転走路、及び前記負荷転動体転走路と前記無負荷転動体転走路する一対の方向転換路で構成される転動体無限循環路を有するとともに、前記軌道体に対して相対的に移動可能に組み付けられる移動体と、前記転動体無限循環路に循環可能に配列されて前記移動体と前記軌道体との相対運動に伴って、前記負荷転動体転走路と前記無負荷転動体転走路との間を転動する複数の転動体と、前記転動体無限循環路に配設されて前記複数の転動体を所定の間隔を置いて回転可能に保持する複数の転動体整列具と、を備える運動装置であって、前記複数の転動体整列具の各々の転動方向長さは、前記複数の転動体整列具の内、前記無負荷転動体転走路及び前記方向転換路のみに存在するものがあるとき、前記複数の転動体整列具の内の前記負荷転動体転走路に存在するものの合計転動方向長さが、前記転動体無限循環路の転動体軌道長の１／２よりも長くなるように形成されることを特徴とする。
【０００８】
上記のように構成された運動装置によれば、複数の転動体整列具の各々の転動方向長さについて、これら複数の転動体整列具の内、前記無負荷転動体転走路及び前記方向転換路のみに存在するものがあるとき、負荷転動体転走路に存在するものの合計転動方向長さが、転動体無限循環路の転動体軌道長の１／２よりも長くなるように形成するような設定を行うことによって、負荷転動体転走路にて走行力が付与される転動体整列具の全長さ寸法を、無負荷転動体転走路及び方向転換路にて従動走行される転動体整列具の全長さ寸法よりも大きくすることができ、これによって該転動体無限循環路内にて全転動体整列具を安定走行させることができる。
【０００９】
また、本発明の運動装置では、前記複数の転動体整列具の各々の転動方向長さを、前記負荷転動体転走路の軌道長以下になるよう形成する。
【００１０】
上記のように構成された運動装置によれば、複数の転動体整列具の各々の転動方向長さを、負荷転動体転走路の軌道長以下になるよう形成することで、各転動体整列具の長さが、転動体軌道長の１／２以上とならず、転動体無限循環路内において少なくとも転動体整列具を３分割以上とすることができる。そして、このような３分割以上の転動体整列具によって、負荷転動体転走路に位置する転動体整列具の全長さ寸法を、無負荷転動体転走路に位置する転動体整列具の全長さ寸法よりも大きくするような、転動体整列具の分割が可能となり、該転動体無限循環路内にて全転動体整列具を安定走行させることができる。
【００１１】
また、本発明の運動装置では、前記複数の転動体整列具の各々の転動方向長さを、前記方向転換路の軌道長以上になるよう形成することを特徴とする。
【００１２】
上記のように構成された運動装置によれば、複数の転動体整列具の各々の転動方向長さを、方向転換路の軌道長以上になるよう形成することで、各転動体整列具の最小分割数が規定される。これによって転動体無限循環路内にて転動体整列具の総数が必要以上に多くならず、各転動体整列具の最適な分割数の範囲を設定することができる。
【００１３】
また、本発明の運動装置では、前記複数の転動体整列具の総数が奇数であることを特徴とする。
【００１４】
上記のように構成された運動装置によれば、複数の転動体整列具の総数である分割数を奇数とすることで、負荷転動体転走路にて走行力が付与される転動体整列具の全長さ寸法を、無負荷転動体転走路にて従動走行される転動体整列具の全長さ寸法と異ならせ、かつ該転動体整列具の全長さ寸法よりも長くするような設定が可能となり、この点においても、転動体無限循環路内にて全転動体整列具を安定走行させることができる。
【００１５】
また、本発明の運動装置では、前記複数の転動体整列具の総数を３つと規定することを特徴とする。
【００１６】
上記のように構成された運動装置によれば、複数の転動体整列具の総数である分割数を３と規定することで、負荷転動体転走路にて走行力が付与される転動体整列具の全長さ寸法を、無負荷転動体転走路にて従動走行される転動体整列具の全長さ寸法に対して、最長とする設定が可能となり、転動体無限循環路内にて全転動体整列具を最高に安定した状態で走行させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば以下の効果を得ることができる。
複数の転動体整列具の各々の転動方向長さについて、これら複数の転動体整列具の内の負荷転動体転走路に存在するものの合計転動方向長さが、転動体無限循環路の転動体軌道長の１／２よりも長くなるように形成するような設定を行うことによって、負荷転動体転走路にて走行力が付与される転動体整列具の全長さ寸法を、無負荷転動体転走路にて従動走行される転動体整列具の全長さ寸法よりも大きくすることができ、これによって該転動体無限循環路内にて全転動体整列具を安定走行させることができる効果が奏される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る運動装置の実施形態について図面を参照して説明する。
なお、以下の説明では、用語を以下に示すように定める。
すなわち、図１中に記述したように、Ｌ１ａは負荷転動体転走路４Ａからなる負荷域Ｌ１の軌道長、Ｌ２ａは無負荷転動体転走路４Ｂ及び方向転換路４Ｃからなる無負荷域Ｌ２の軌道長であり、これら軌道長Ｌ１ａとＬ２ａの合計が、転動体無限循環路４の軌道長（Ｌ）となる。
また、Ｍ１は負荷域Ｌ１にあるリテーナＡ（図１ではＡ１，Ａ２（負荷域Ｌ１に一部でも掛かるリテーナＡ２も含む））の転動方向に沿う全長さ寸法、Ｍ２は無負荷域Ｌ２内にあるリテーナＡ（図１ではＡ３）の転動方向に沿う全長さ寸法であり、これら長さ寸法Ｍ１とＭ２の合計が、リテーナＡ（図１ではＡ１，Ａ２，Ａ３）の全長さ寸法となる。
また、符号ｍは等分割されたリテーナＡ（Ａ１〜Ａｎ）のそれぞれの長さ寸法を示し、符号ｎはリテーナＡ（Ａ１〜Ａｎ）の総数、つまり分割数を示している。なお、リテーナＡ１〜Ａｎの各々の長さは、同一（均一）である。
【００１９】
なお、リテーナ（転動体整列具）Ａ（Ａ１〜Ａｎ）は、転動体無限循環路４に配設された複数の転動体６を所定の間隔をもって回転可能に整列させ、また保持するものであって、有端転動体チェーンを構成する。そして、有端転動体チェーンであるリテーナＡ（Ａ１〜Ａｎ）が転動体無限循環路４内に複数本が組み込まれている。
これにより、移動体５が軌道体３に対して移動すると、転動体無限循環路４の負荷転動体転走路４Ａにて、転動体６が荷重を支承しながら転動する。この負荷転動体転走路４Ａでの転動体６の移動によって、有端転動体チェーンであるリテーナＡ（Ａ１〜Ａｎ）が転動体無限循環路４内を無限循環する。
その際、同じ転動体無限循環路４内の無負荷転動体転走路４Ｂ及び方向転換路４Ｃ内にあるリテーナＡは、負荷転動体転走路４Ａ内のリテーナＡによって後方から押されることで、該無負荷転動体転走路４Ｂ及び方向転換路４Ｃ内を従動走行して、再び負荷転動体転走路４Ａに到達することになる。
【００２０】
本実施形態に係る運動装置では、以下の関係（１）〜（３）に基づき、転動体無限循環路４内に配置されるリテーナＡ（Ａ１〜Ａｎ）の分割数（ｎ）が規定される。
【００２１】
（１）複数のリテーナＡ（Ａ１〜Ａｎ）の各々の転動方向長さ寸法（ｍ）について、該複数のリテーナＡ（Ａ１〜Ａｎ）の内の負荷転動体転走路４Ａに存在するリテーナＡの合計転動方向長さ寸法Ｍ１を、転動体無限循環路４の軌道長Ｌ（＝Ｌ１ａ＋Ｌ２ａ）の１／２よりも長くなるように設定する。
すなわち、
Ｍ１＞Ｌ／２
という関係に設定する。
【００２２】
これにより、走行力が付与される負荷域Ｌ１内のリテーナＡの全長さ寸法Ｍ１を、無負荷域Ｌ２にて従動走行されるリテーナＡの全長さ寸法Ｍ２よりも大きくすることができ、該転動体無限循環路４内でのリテーナＡ（Ａ１〜Ａｎ）の安定走行を可能とする。
【００２３】
（２）複数のリテーナＡ（Ａ１〜Ａｎ）の各々の転動方向長さ寸法（ｍ）を、負荷域Ｌ１を構成する負荷転動体転走路４Ａの軌道長Ｌ１ａ以下になるように設定する。
すなわち、
ｍ≦Ｌ１ａ
とする。
【００２４】
これにより、各リテーナＡ（Ａ１〜Ａｎ）の長さ寸法（ｍ）が、転動体無限循環路４の軌道長Ｌの１／２以上とならず、転動体無限循環路４内においてリテーナＡ（Ａ１〜Ａｎ）を少なくとも３分割以上とすることができる。
【００２５】
（３）複数のリテーナＡ（Ａ１〜Ａｎ）の各々の転動方向長さ寸法（ｍ）を、方向転換路４Ｃの軌道長（図１に符号Ｌ３ａで示す）以上になるよう設定する。
すなわち、
ｍ≧Ｌ３ａ
とする。
【００２６】
これにより、転動体無限循環路４内におけるリテーナＡ（Ａ１〜Ａｎ）の最小分割数が規定され、これによって転動体無限循環路４にてリテーナＡ（Ａ１〜Ａｎ）が必要以上に多くならず、各リテーナＡ（Ａ１〜Ａｎ）の最適な分割数（ｎ）の範囲を設定することが可能となる。
【００２７】
そして、以上のような設定に基づき、リテーナＡ（Ａ１〜Ａｎ）の最適な分割数（ｎ）について検証する。
まず、リテーナＡの分割数（ｎ）については、上記（１），（２）の条件に示されるように、走行力が付与される負荷域Ｌ１内のリテーナＡの全長さ寸法Ｍ１を、無負荷域Ｌ２にて従動走行されるリテーナＡの全長さ寸法Ｍ２よりも大きくするという観点から、これら寸法Ｍ１と寸法Ｍ２の相違を大きく出せる奇数の分割数（ｎ）であることが好ましい。
【００２８】
すなわち、ｎ＝２、４、６・・といった偶数の分割数（ｎ）では、図２（ａ）及び図５に示したように、走行力が付与される負荷域Ｌ１内のリテーナＡの全長さ寸法Ｍ１が、転動体無限循環路４の軌道長Ｌ（＝Ｌ１ａ＋Ｌ２ａ）の１／２とほぼ同じとなって、十分な走行力を確保できない。
このために、走行力が付与される負荷域Ｌ１内のリテーナＡの全長さ寸法Ｍ１を、無負荷域Ｌ２にて従動走行されるリテーナＡの全長さ寸法Ｍ２よりも明確に大きくして、十分な走行力を確保できる奇数の分割数（ｎ）であることが好ましい（この点についても以下に再度説明する）。
【００２９】
図２（ａ）はリテーナＡの分割数（ｎ）がｎ＝２の場合、図２（ｂ）はリテーナＡの分割数（ｎ）がｎ＝３の場合、図２（ｃ）はリテーナＡの分割数（ｎ）がｎ＝５の場合、図２（ｄ）はリテーナＡの分割数（ｎ）がｎ＝７の場合の例（分割数に応じてリテーナ（Ａ１〜Ａ７とする）である。
【００３０】
これら図を参照して分かるように、リテーナＡの分割数（ｎ）がｎ＝２とした場合には、負荷転動体転走路４Ａにて走行力が付与される負荷域Ｌ１内のリテーナＡ１の全長さ寸法Ｍ１が、他の分割数（ｎ）と比較して最小となる。このｎ＝２をさらに分割したｎ＝４、ｎ＝６、ｎ＝８、…といった偶数の分割数（ｎ）についても、ｎ＝２と同様のリテーナＡ（Ａ１〜Ａｎ）の長さ寸法Ｍ１、Ｍ２の関係となる。
このために、リテーナＡ（Ａ１〜Ａｎ）の安定走行を図るという目的においては、分割数（ｎ）は、偶数よりも奇数の方が良いことが分る。
【００３１】
一方、奇数の分割数（ｎ）が、ｎ＝３、ｎ＝５、ｎ＝７と増加する場合、走行力が付与される負荷域Ｌ１内のリテーナＡの全長さ寸法Ｍ１が、分割数ｎ＝３を最大値として、ｎ＝５、ｎ＝７、…と増加するに従って減少する。このために、リテーナＡ（Ａ１〜Ａｎ）の安定走行を図るためには、分割数ｎ＝３が最適な数値であることが分る。
また、リテーナＡ（Ａ１〜Ａｎ）をどこまで分割できるかという点については、上述した（３）の条件にて上限を定めており、方向転換路４Ｃの軌道長（符号Ｌ３ａで示す）が、リテーナＡ（Ａ１〜Ａｎ）の長さ寸法（ｍ）の最小値となる。
【００３２】
そして、摺動案内装置１は、以上のような設定に基づいて分割数が規定されたリテーナＡ（Ａ１〜Ａｎ）を備えることで、当該摺動案内装置１によれば、複数のリテーナＡ（Ａ１〜Ａｎ）の各々の転動方向長さ寸法（ｍ）について、該複数のリテーナＡ（Ａ１〜Ａｎ）の内の負荷転動体転走路４Ａに存在するリテーナＡの合計転動方向長さ寸法Ｍ１を、転動体無限循環路４の軌道長Ｌの１／２よりも長くなるように設定することによって、走行力が付与される負荷域Ｌ１内のリテーナＡの全長さ寸法Ｍ１を、無負荷域Ｌ２にて従動走行されるリテーナＡの全長さ寸法Ｍ２よりも大きくすることができ、これによって該転動体無限循環路４内にて全リテーナＡ（Ａ１〜Ａｎ）を安定走行させることができる。
【００３３】
また、上記のように構成された摺動案内装置１によれば、複数のリテーナＡ（Ａ１〜Ａｎ）の各々の転動方向長さ寸法（ｍ）を、負荷転動体転走路４Ａの負荷転動体転走路４Ａの軌道長Ｌ１ａ以下になるよう形成することで、各リテーナＡ（Ａ１〜Ａｎ）の長さ寸法（ｍ）が、転動体軌道長の１／２以上とならず、転動体無限循環路４内において少なくともリテーナＡ（Ａ１〜Ａｎ）を３分割以上とすることができる。そして、このような３分割以上のリテーナＡ（Ａ１〜Ａｎ）によって、負荷転動体転走路４Ａに位置するリテーナＡの全長さ寸法Ｍ１を、無負荷転動体転走路４Ｂに位置するリテーナＡの全長さ寸法Ｍ２よりも大きくするような、リテーナＡ（Ａ１〜Ａｎ）の分割が可能となり、該転動体無限循環路４内にて全リテーナＡ（Ａ１〜Ａｎ）を安定走行させることができる。
【００３４】
また、上記のように構成された摺動案内装置１によれば、複数のリテーナＡ（Ａ１〜Ａｎ）の各々の転動方向長さ寸法（ｍ）を、方向転換路４Ｃの軌道長（符号Ｌ３ａで示す）以上になるよう形成することで、各リテーナＡ（Ａ１〜Ａｎ）の最小分割数が規定される。これによって転動体無限循環路４内にてリテーナＡ（Ａ１〜Ａｎ）が必要以上に多くならず、各リテーナＡ（Ａ１〜Ａｎ）の最適な分割数の範囲を設定することが可能となる。
【００３５】
また、上記のように構成された摺動案内装置１によれば、複数のリテーナＡ（Ａ１〜Ａｎ）の総数である分割数（ｎ）を奇数とすることで、走行力が付与される負荷域Ｌ１内のリテーナＡの全長さ寸法Ｍ１を、無負荷域Ｌ２にて従動走行されるリテーナＡの全長さ寸法Ｍ２と異ならせ、かつ該リテーナＡ（Ａ１〜Ａｎ）の全長さ寸法Ｍ２より長くするような設定が可能となり、この点においても、転動体無限循環路４内にて全リテーナＡ（Ａ１〜Ａｎ）を安定走行させることが可能となる。
【００３６】
上記のように構成された摺動案内装置１によれば、複数のリテーナＡ（Ａ１〜Ａ３）の総数である分割数ｎ＝３と規定することで、走行力が付与される負荷域Ｌ１内のリテーナＡ（例えば、Ａ１，Ａ２）の全長さ寸法Ｍ１を、無負荷域Ｌ２にて従動走行されるリテーナＡ（例えば、Ａ３）の全長さ寸法Ｍ２に対して、最長とする設定が可能となり（図２（ｂ）参照）、転動体無限循環路４内にて全リテーナＡ（Ａ１〜Ａ３）を最高に安定した状態で走行させることが可能となる。
【００３７】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【００３８】
例えば、本発明に係る運動装置としては、摺動案内装置に限らず、例えばボールスプライン装置であってもよい。
また、転動体としては、ボール、ローラのいずれであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る運動装置のリテーナの長さ寸法を説明するための図
【図２】リテーナの分割数を説明するための図である。
【図３】運動装置を示す図である。
【図４】従来のリテーナを示す図である。
【図５】従来のリテーナ（２分割形）を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１…摺動案内装置（運動装置）
２…転動体転走面
３…軌道台（軌道体）
４…転動体無限循環路
４Ａ…負荷転動体転走路
４Ｂ…無負荷転動体転走路
４Ｃ…方向転換路
５…移動体
６…転動体
Ａ，Ａ１〜Ａｎ…リテーナ（転動体整列具）
Ｍ１…負荷域にあるリテーナの長さ寸法
Ｍ２…無負荷域にあるリテーナの長さ寸法
Ｌ１…負荷域
Ｌ２…無負荷域
Ｌ１ａ…負荷域の軌道長
Ｌ２ａ…無負荷域の軌道長
Ｌ…転動体無限循環路の合計軌道長さ
ｍ…各リテーナの長さ寸法
ｎ…リテーナの分割数（総数）
【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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