(57)【要約】【課題】負荷側から無負荷側への鋼球の微少移動量ｄｘ1 と、該微少移動量ｄｘ1 に対応して無負荷側から負荷側へ微少移動する鋼球の微少移動量ｄｘ2との間に発生する差に影響を受けることなく、作動性の向上及び低騒音化を低コストで且つ容易に実現する。【解決手段】両側部に軸方向に延びる転動体転動溝３を有して軸方向に延長された案内レール１と、案内レール１の転動体転動溝３に対向する転動体転動溝を有し、これらの転動体転動溝間に挿入された多数の転動体の転動を介して軸方向に沿って移動可能に案内レール１に支持され、且つ、該転動体を無限に循環させる転動体無限循環軌道を有すると共に循環方向に互いに隣り合う各転動体の間に保持ピースが介装されたスライダ２とを備えた直動案内軸受装置において、保持ピースの剛性値を０．０５３Ｎ／μｍ以上０．１７５Ｎ／μｍ以下とする。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両側部に軸方向に延びる転動体転動溝を有して軸方向に延長された案内レールと、該案内レールの前記転動体転動溝に対向する転動体転動溝を有し、これらの転動体転動溝間に挿入された多数の転動体の転動を介して軸方向に沿って移動可能に前記案内レールに支持され、且つ、該転動体を無限に循環させる転動体無限循環軌道を有すると共に循環方向に互いに隣り合う各転動体の間に保持ピースが介装されたスライダとを備えた直動案内軸受装置において、
前記保持ピースの転動体に対する接触面の形状を凹面にするとともに、前記保持ピースの材質をペルプレン（商品名、東洋紡績（株）製）としてその剛性値を０．０５３Ｎ／μｍ以上０．１７５Ｎ／μｍ以下としたことを特徴とする直動案内軸受装置。
【請求項２】
請求項１記載の直動案内軸受装置において、前記保持ピースの材質をペルプレンのＳシリーズ又はＥＮシリーズ（商品名、東洋紡績（株）製）としたことを特徴とする直動案内軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、循環方向に互いに隣り合う各転動体の間に保持ピースが介装されたスライダを備えた直動案内軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の直動案内軸受装置としては、例えば図６に示すように、軸方向に長く延びる案内レール１と、その上に移動可能に跨架されたスライダ２とを備えたものが知られている。
案内レール１の両側面にはそれぞれ軸方向に延びる転動体転動溝３が形成されており、スライダ２のスライダ本体２Ａには、その両袖部４の内側面に、それぞれ転動体転動溝３に対向する転動体転動溝（図示せず）が形成されている。
【０００３】
そして、これらの向き合った両転動体転動溝の間には転動体としての多数の鋼球Ｂが転動自在に装填され、その鋼球Ｂの転動を介してスライダ２が案内レール１上を軸方向に沿って移動できるようになっている。この移動につれて、案内レール１とスライダ２との間に介在する鋼球Ｂは転動してスライダ２のスライダ本体２Ａの端部に移動するが、スライダ２を軸方向に継続して移動させていくためには、これらの鋼球Ｂを無限に循環させる必要がある。
【０００４】
そこで、スライダ本体２Ａの袖部４内に更に軸方向に貫通する直線状の転動体通路（図示せず）を形成すると共に、スライダ本体２Ａの前後両端にエンドキャップ５を設けて、このエンドキャップ５に上記両転動体転動溝と上記直線状転動体通路とを連通する半円弧状に湾曲した転動体循環Ｒ部６（図７参照）を形成することにより、転動体無限循環軌道７を構成している。
【０００５】
また、転動体無限循環軌道７の互いに隣り合う各鋼球Ｂ間には、図７に示すように、該鋼球Ｂに対向する両側面にそれぞれ凹面８を有する保持ピース９が該凹面８で鋼球Ｂに接触するように介装されている。その中で、特公平４−２７４０５号公報にて、作動性の向上を狙い、転動体列中にいくつかの弾性を持つ保持ピースを介装することによって、転動体列中に生じる円周方向のすきまを吸収可能となる保持ピースの構造や、特開平５−１２６１４８号公報にて、転動体列中に最適なる緊密状態を得るために、転動体列に介装する保持ピースの一つを、転動体間ピッチが可変となすよう使用する調整用の保持ピースの構造が提案されており、転動体列中に生じる「すきま」をなくし、作動性の向上を図る手法について述べられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
かかる従来の直動案内軸受装置においては、上述した転動体無限循環軌道を複数の部品によって構成しているが、部品の加工誤差等による製品毎の軌道長さのばらつきを吸収し、且つ、転動体列中に最適な緊密状態を得るためには、高精度で複雑な形状を持った保持ピース（例えば弾性部や可動部を持った保持ピース等）仕様が要求され、その製作が困難であった。また、かかる仕様を１個あるいは少数個の保持ピースが負うこととなるため、作動性の向上の効果が充分でない場合がある。
【０００７】
また、軌道長さのばらつきが各保持ピースの調整範囲を超えた場合には、転動体列中に過大な圧縮力が加わり、作動性が著しく悪化し、更には耳障りな騒音が生じるという問題がある。
そこで、かかる問題を解消すべく、本出願人等は、無限循環する一列の転動体及び保持ピースの列にすき間を設けた直動案内軸受装置を先に提案した（特願平１１−１４７１８号明細書参照）。
【０００８】
しかしながら、この直動案内軸受装置においては、転動体無限循環軌道７が直線状の転動体通路と曲線状の転動体循環Ｒ部６とによって構成され保持ピースの剛性値も大きかったため、幾何学的関係から、負荷側である直線状の転動体通路から無負荷側である曲線状の転動体循環Ｒ部６へ微少移動する鋼球の微少移動量ｄｘ1 と、該微少移動量ｄｘ1 に対応して無負荷側である曲線状の転動体循環Ｒ部６から負荷側である直線状の転動体通路へ微少移動する鋼球の微少移動量ｄｘ2 との間に差が発生し、この差が鋼球の千鳥現象や動摩擦力の変動を起こして鋼球の円滑な公転運動（循環路に沿った運動）を阻害してしまい、一層の作動性の向上を図ることが難しいという問題が生じた。
【０００９】
本発明はかかる不都合を解消するためになされたものであり、負荷側から無負荷側への鋼球の微少移動量ｄｘ1 と、該微少移動量ｄｘ1 に対応して無負荷側から負荷側へ微少移動する鋼球の微少移動量ｄｘ2 との間に発生する差に影響を受けることなく、作動性の向上及び低騒音化を低コストで且つ容易に実現することができる直動案内軸受装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる目的を達成するために、請求項１に係る直動案内軸受装置は、両側部に軸方向に延びる転動体転動溝を有して軸方向に延長された案内レールと、該案内レールの前記転動体転動溝に対向する転動体転動溝を有し、これらの転動体転動溝間に挿入された多数の転動体の転動を介して軸方向に沿って移動可能に前記案内レールに支持され、且つ、該転動体を無限に循環させる転動体無限循環軌道を有すると共に循環方向に互いに隣り合う各転動体の間に保持ピースが介装されたスライダとを備えた直動案内軸受装置において、  前記保持ピースの転動体に対する接触面の形状を凹面にするとともに、前記保持ピースの材質をペルプレン（商品名、東洋紡績（株）製）としてその剛性値を０．０５３Ｎ／μｍ以上０．１７５Ｎ／μｍ以下としたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る直動案内軸受装置は、請求項１記載の直動案内軸受装置において、前記保持ピースの材質をペルプレンのＳシリーズ又はＥＮシリーズ（商品名、東洋紡績（株）製）としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、負荷側から無負荷側への鋼球の微少移動量ｄｘ1 と、該微少移動量ｄｘ1 に対応して無負荷側から負荷側へ微少移動する鋼球の微少移動量ｄｘ2との間に発生する差に影響を受けることなく、作動性の向上及び低騒音化を低コストで且つ容易に実現することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態の一例を図を参照して説明する。図１は剛性値が従来より低い４種類の保持ピースを鋼球間に介装した場合のリニアガイド装置の動摩擦力の変動を示すグラフ図、図２は従来の保持ピースを鋼球間に介装したリニアガイド装置の動摩擦力の変動を示すグラフ図、図３はヒゲ成分の大きさと保持ピースの剛性値との関係を示すグラフ図、図４は剛性値が異なる各保持ピース毎の移動距離と変形量との関係を示すグラフ図、図５は各保持ピースの剛性値と永久変形量との関係を示すグラフ図である。なお、この実施の形態の直動案内軸受装置は、図６に示す従来の直動案内軸受装置に対して、転動体無限循環軌道の互いに隣り合う各鋼球間に介装された保持ピースが相違するだけであるため、相違する部分についてのみ説明する。
【００１４】
即ち、この実施の形態のリニアガイド装置は、転動体無限循環軌道７の互いに隣り合う鋼球Ｂ間に介装される保持ピースの剛性値を従来より低い値である０．０５３Ｎ／μｍ以上０．１７５Ｎ／μｍ以下に規制したもので、低剛性の保持ピースにより、負荷側から無負荷側への鋼球の微少移動量ｄｘ1 と、該微少移動量ｄｘ1に対応して無負荷側から負荷側へ微少移動する鋼球の微少移動量ｄｘ2 との間に発生する差（ｄｘ2 −ｄｘ1）を吸収して鋼球の千鳥現象や動摩擦力の変動を防止し、これにより、作動性の向上及び低騒音化を低コストで且つ容易に実現することができるようにしたものである。
【００１５】
ここで、剛性値とは、２つの転動体間に保持ピースを介装した上で、「転動体間に加えた圧縮力に対する、転動体間ピッチの変化の割合」をいう。すなわち、剛性値（Ｎ／μｍ）＝転動体間に加えた圧縮力（Ｎ）／転動体間ピッチの変化量（μｍ）である。保持ピースの剛性値を０．０５３Ｎ／μｍ以上０．１７５Ｎ／μｍ以下に規制する手段としては、保持ピースの構造そのもので必要な剛性値を得る方法や保持ピースの材質で必要な剛性値を得る方法等があるが、後者の方が簡便で好ましい。成形性が良く耐摩耗性に優れ且つ０．０５３Ｎ／μｍ以上０．１７５Ｎ／μｍ以下の剛性値が得られる保持ピースの材質としては、例えば軟質ポリエチレンが挙げられる。また、エラストマー類の使用も可能であるが、その際には、先の条件の他に耐油性や耐熱性・クリープ特性に優れたグレードの素材を選定することが重要であり、そのような素材として、例えばペルプレン、さらに好ましくはペルプレンのＳシリーズやＥＮシリーズ（いずれも東洋紡績（株）製商品名）が挙げられる。
【００１６】
次に、保持ピースの剛性値を０．０５３Ｎ／μｍ以上０．１７５Ｎ／μｍ以下にした根拠を述べる。
図１（ａ）〜（ｄ）に剛性値が従来より低い４種類の保持ピースａ〜ｄ（順番に剛性値が０．０５，０．０７５，０．１，０．２Ｎ／μｍ）を鋼球間に介装した場合のリニアガイド装置の動摩擦力を変動を示し、図２に従来の保持ピース（剛性値２Ｎ／μｍ）を鋼球間に介装したリニアガイド装置の動摩擦力を変動を示し、図３に図１及び図２のデータに基づいた作動性の目安となるヒゲ成分（動摩擦力の微少変動：小さいほど作動性が良好）の大きさと保持ピースの剛性値との関係を示す。
【００１７】
図３から明らかなように、剛性値が０．１７５Ｎ／μｍ以下で従来の保持ピースを用いた場合のヒゲ成分の大きさ１Ｎを下回り、従って、保持ピースの剛性値が０．１７５Ｎ／μｍ以下の領域で作動性が向上するのが判る。図３より、保持ピースの剛性値が小さい程、作動性が向上することが判るが、しかしながら保持ピースの剛性値が小さい程、循環Ｒ部における曲げ力や転動中に作用する繰り返し力等による転動体間ピッチの永久変形量の値、すなわち、耐久性が問題となる場合がある。
【００１８】
図４に保持ピースａ〜ｄの耐久性を表すものとして各保持ピースの移動距離と変形量との関係を示し、図５に移動距離が約１２５ｋｍでの永久変形量と保持ピースの剛性値との関係を示す。通常の保持ピース入りリニアガイド装置においては、４０μｍ以上の永久変形量が発生した場合、鋼球列のすき間寸法が大きくなりすぎて鋼球と保持ピースの円滑な公転が阻害され、著しく耐久性が低下する。従って、図５から０．０５３Ｎ／μｍ以上の剛性値が保持ピースに必要なことが判る。
【００１９】
以上より、保持ピースの剛性値を０．０５３Ｎ／μｍ以上０．１７５Ｎ／μｍ以下とした。
このように転動体間に上記の剛性値を持つ保持ピースを介装したため、部品の加工誤差等による軌道長さのばらつきによって転動体列中に圧縮力が作用した場合でも、従来の保持ピース入り直動案内軸受装置と同等レベルの作動性と騒音特性を確保することが可能となる。
【００２０】
また、本発明を適用するにあたっては全ての転動体間に本保持ピースを介装することが望ましいが、一カ所あるいは少数複数箇所で本保持ピースが介装されない場合があっても、保持ピースを使用しない従来品よりは作動性・騒音特性向上の効果が認められる。その場合は、本保持ピースの介装されない部位が、転動体列から見て対象形となすのが効果的（介装されない部位が連続しないように）である。
【００２１】
なお、上記実施の形態では、鋼球Ｂ間に独立した一個の保持ピースを介装した場合を例に採ったが、各保持ピースがそれぞれ連結されている場合でも、同様の作用効果を得ることができるのは勿論である。
また、上記実施の形態では、円柱状の保持ピースを用いたが、これに限定されず、例えば円筒状の保持ピースを用いてもよい。
【００２２】
更に、上記実施の形態では、保持ピースの凹面の形状を鋼球半径に近似した曲率のＲ形状としたが、これに限らず、例えば、凹面の形状を円錐状やゴシックアーチ状にしてもよい。
更に、上記実施の形態では、転動体として鋼球を例に採ったが、これに限定されず、例えばセラミック球でもよく、また、ころを用いた場合も本発明を適用できるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】剛性値が従来より低い４種類の保持ピースを鋼球間に介装した場合のリニアガイド装置の動摩擦力の変動を示すグラフ図である。
【図２】従来の保持ピースを鋼球間に介装したリニアガイド装置の動摩擦力の変動を示すグラフ図である。
【図３】ヒゲ成分の大きさと保持ピースの剛性値との関係を示すグラフ図である。
【図４】剛性値が異なる各保持ピース毎の移動距離と変形量との関係を示すグラフ図である。
【図５】各保持ピースの剛性値と永久変形量との関係を示すグラフ図である。
【図６】直動案内軸受装置の全体構成を説明するための説明的斜視図である。
【図７】従来の保持ピースを説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００２４】
ａ〜ｄ  保持ピース
１  案内レール
２  スライダ
３  転動体転動溝
７  転動体無限循環軌道
Ｂ  鋼球（転動体）
【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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