(57)【要約】【課題】  方向転換路内における転動体の蛇行を可及的に防止しつつも、無限循環路の周方向に沿った転動体列の長さ変化を吸収可能であり、もって転動体の循環を円滑化し、案内軸に対する移動部材の運動の円滑化を達成可能な転がり案内装置を提供する。【解決手段】  転動体の転走面を備えた案内軸と、前記転走面を転走する多数の転動体を介して前記案内軸に組み付けられると共に前記転動体の無限循環路を有し、前記案内軸に沿って移動自在な移動部材とを備えた転がり案内装置であって、前記無限循環路は、前記案内軸と移動部材との間で転動体が荷重を負荷しながら転動する負荷通路と、前記負荷通路と平行に設けられた転動体戻し通路と、前記負荷通路と転動体戻し通路の端部同士を連結する一対の方向転換路とを備え、前記移動部材は、前記方向転換路内を無負荷状態で転走する転動体を当該方向転換路の内周側又は外周側へ向けて付勢する隙間排除手段を有している。【選択図】    図７
2013002625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転動体の転走面を備えた案内軸と、
前記転走面を転走する多数の転動体を介して前記案内軸に組み付けられると共に前記転動体の無限循環路を有し、前記案内軸に沿って移動自在な移動部材とを備え、
前記無限循環路は、前記案内軸と移動部材との間で転動体が荷重を負荷しながら転動する負荷通路と、前記負荷通路と平行に設けられた転動体戻し通路と、前記負荷通路と転動体戻し通路の端部同士を連結する一対の方向転換路とを備え、
前記移動部材は、前記方向転換路内を無負荷状態で転走する転動体を当該方向転換路の内周側又は外周側へ向けて付勢する隙間排除手段を有することを特徴とする転がり案内装置。
【請求項２】
前記隙間排除手段は前記方向転換路の外周側案内面又は内周側案内面に対し転動体の進行方向に沿って設けられた可撓性リブであり、前記可撓性リブはその先端が弾性変形した状態で転動体に当接して、かかる転動体を対向する内周側案内面又は外周側案内面に付勢することを特徴とする請求項１記載の転がり案内装置。
【請求項３】
前記転動体戻し通路には当該転動体戻し通路の内周面に転動体を付勢する可撓性リブが転動体の進行方向に沿って設けられていることを特徴とする請求項２記載の転がり案内装置。
【請求項４】
前記隙間排除手段は線状部材から形成されて並列に配設された二本一組の誘導部材であり、
前記誘導部材は、前記方向転換路に収容される一対の湾曲部と、これら湾曲部を繋ぐと共に前記負荷通路に対応した保持部とを備えていることを特徴とする請求項１記載の転がり案内装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールやローラといった多数の転動体を介して移動部材と案内軸とが移動自在に組付けられた転がり案内装置に係り、特に、前記移動部材が転動体の無限循環路を備えた転がり案内装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の転がり案内装置としては、例えば特開２００８−２７５０６９に開示される直線案内装置が知られている。この直線案内装置は、機械装置の固定部に敷設される案内軸としての軌道レールと、転動体としての多数のボールを介して前記軌道レールに組み付けられる移動部材としての移動ブロックとから構成されている。前記軌道レールはその長手方向に沿ってボールの転走面を有する一方、前記移動ブロックはボールの無限循環路を有しており、軌道レールを転走したボールが移動ブロックの無限循環路内を循環することにより、前記移動ブロックが軌道レールに沿って移動できるように構成されている。また、無限循環路内で前後するボール同士の相互摩擦を低減するため、ボールの球面と摺接する凹面座を備えた樹脂性のスペーサが無限循環路内にボールと交互に配列された構成も知られている。
【０００３】
前記移動ブロックに備えられたボールの無限循環路は、前記ボールが軌道レールと移動ブロックとの間で荷重を負荷しながら転走する負荷通路と、この負荷通路と平行に設けられた転動体戻し通路と、前記負荷通路と転動体戻し通路の端部同士を連結する一対の方向転換路とから構成されており、各方向転換路はボールの転走方向を１８０°変更するために略半円状に形成されている。また、前記転動体戻し通路及び方向転換路はボールが荷重から解放された状態で転走する無負荷通路として構成されており、これら通路の内径はボール直径よりも大きく形成されている。
【０００４】
このため、軌道レールに沿って移動ブロックが移動すると、前記負荷通路内のボールは当該負荷通路内を自転しながら移動するが、かかるボールが負荷通路から方向転換路に排出されると、自ら自転して移動することはなく、負荷通路から続けて排出される後続のボールに押されながら方向転換路内を進行することになる。そして、後続のボールに押されながら転動体戻し通路及び方向転換路を進行したボールは再び負荷通路に進入し、かかる負荷通路内で自ら自転した後、今度は先行するボールを押すようにして方向転換路に排出され、これによって無限循環路内におけるボールの循環が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２７５０６９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、前述したように方向転換路及び転動体戻し通路はボール直径よりも大きな内径に形成されていることから、後続のボールからの押圧力によってボールの無限循環が行われると、ボールが方向転換路及び転動体戻し通路の内部で蛇行し易く、方向転換路の内部ではボール同士が干渉し合ってその動きが悪化し易いといった課題があった。特に、軌道レールを鉛直方向に沿って配設している場合には、転動体戻し通路内のボールが自重によって下側に位置する方向転換路に降下してくるため、当該方向転換路においてボールの動きが悪化し易かった。
【０００７】
前記方向転換路の内部におけるボールの蛇行を防止するためには、かかる方向転換路の断面形状をボールの断面形状に近づけ、ボールとその周囲の通路との隙間を極小にすることが重要である。しかし、方向転換路はその複雑な形状故に樹脂材料の射出成形によって製作される場合が殆どであり、方向転換路の形状及び寸法の精度を高めるには限界があった。
【０００８】
一方、転がり案内装置の荷重負荷能力を考慮した場合、前記移動ブロックの無限循環路にはボールの循環方向に沿って当該ボールを隙間なく配列するのが好ましいと言える。しかし、方向転換路内におけるボールの位相変化に伴って、無限循環路の周方向に沿ったボール列の長さは微小変化を周期的に繰り返すので、仮に無限循環路内に隙間なくボールを配列し、且つ、方向転換路内におけるボール周囲の隙間を極小にすると、無限循環路がボール列の長さ変化を吸収することができず、ボールの循環が困難となってしまう。
【０００９】
従って、移動ブロックの無限循環路内にボールを隙間なく配列するのであれば、ボール列の長さ変化に対応する必要上、ボールとその周囲の通路との隙間を極小にすることはできず、この点においても方向転換路及び転動体戻し通路の内部におけるボールの蛇行を防止することができなかった。
【００１０】
このような課題は、転動体としてボールを使用した場合に限らず、ローラを使用した場合でも同様に発生する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明はこのような課題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、方向転換路内における転動体の蛇行を可及的に防止しつつも、転動体の循環に伴う無限循環路の周方向に沿った転動体列の長さ変化を吸収することが可能であり、もって無限循環路内における転動体の循環を円滑化して、案内軸に対する移動部材の運動の円滑化を達成することが可能な転がり案内装置を提供することにある。
【００１２】
すなわち、本発明は、転動体の転走面を備えた案内軸と、前記転走面を転走する多数の転動体を介して前記案内軸に組み付けられると共に前記転動体の無限循環路を有し、前記案内軸に沿って移動自在な移動部材とを備えた転がり案内装置であって、前記無限循環路は、前記案内軸と移動部材との間で転動体が荷重を負荷しながら転動する負荷通路と、前記負荷通路と平行に設けられた転動体戻し通路と、前記負荷通路と転動体戻し通路の端部同士を連結する一対の方向転換路とを備え、前記移動部材は、前記方向転換路内を無負荷状態で転走する転動体を当該方向転換路の内周側又は外周側へ向けて付勢する隙間排除手段を有している。
【発明の効果】
【００１３】
このように構成された本発明の転がり案内装置によれば、前記移動部材には前記方向転換路内を転走する転動体を当該方向転換路の内周側又は外周側に付勢する隙間排除手段が設けられているので、転動体は方向転換路の内部をその内周側又は外周側に寄せられた状態で転走することになり、方向転換路の内周壁と転動体との隙間を極小にする加工が困難な場合であっても、かかる方向転換路の内部で転動体が蛇行するのを可及的に防止することが可能となる。
【００１４】
また、前記隙間排除手段は前記方向転換路内を転走する転動体を当該方向転換路の内周側又は外周側に付勢しているに過ぎないので、転動体の循環に伴って無限循環路の周方向に沿った転動体列の長さが繰り返し変化しても、これを吸収して変位することが可能である。
【００１５】
このため、方向転換路内におけるボールの整列状態が最適化され、無限循環路内におけるボールの循環を円滑化することができ、軌道軸に対する移動部材の運動の円滑化を達成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を適用可能な転がり案内装置の一例を示す斜視図である。
【図２】図１に示した転がり案内装置のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図１に示した転がり案内装置のエンドプレート及びリターンピースを示す斜視図である。
【図４】図１に示した転がり案内装置におけるボールの無限循環路の詳細を示す要部拡大断面図である。
【図５】方向転換路内におけるボールの位相を説明する図である。
【図６】図５に示す状態からボールの位相が変化した状態を示す図である。
【図７】本発明の隙間排除手段によるボールの整列状態を示す図である。
【図８】本発明の第一実施形態を示す方向転換路の断面図である。
【図９】本発明の第二実施形態を示す方向転換路の断面図である。
【図１０】本発明の第三実施形態を示す無限循環路の要部拡大断面図である。
【図１１】本発明の第四実施形態を示す無限循環路の要部拡大断面図である。
【図１２】本発明の第五実施形態を示すブロック本体とエンドプレートとの分解断面図である。
【図１３】第五実施形態におけるブロック本体とエンドプレートとの組立て状態を示す断面図である。
【図１４】本発明の第六実施形態を示す無限循環路の要部拡大断面図である。
【図１５】第六実施形態に係る誘導部材の詳細を示す斜視図である。
【図１６】第六実施形態に係る誘導部材が方向転換路内においてボールを付勢している状態を示す断面図である。
【図１７】第六実施形態に係る誘導部材がボールによって押し拡げられた状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照しながら本発明の転がり案内装置を詳細に説明する。
【００１８】
図１及び図２は、本発明を適用可能な転がり案内装置の一例を示すものである。この転がり案内装置は、直線状に形成された長尺な軌道レール１と、転動体としての多数のボール３を介して前記軌道レール１に組み付けられると共にこれらボール３の無限循環路を有する移動ブロック２とから構成されており、ボール３が前記無限循環路内を循環することにより、前記移動ブロック２が軌道レール１に跨るようにして該軌道レール１上を自在に往復運動するように構成されている。ここで、前記軌道レールは本発明の案内軸に、前記移動ブロックは本発明の移動部材に相当する。
【００１９】
前記軌道レール１は断面略矩形状に形成されており、長手方向に沿った両側面には凹部１０が形成されており、結果として各側面の肩部に突堤１１が形成されている。各突堤１１の上下にはボールの転走面１２が形成されており、軌道レール全体では４条の転走面１２が形成されている。各転走面１２は軌道レール１の底面に対して４５°の角度で傾斜しており、前記突堤１１の上側に位置する転走面１２は斜め上方へ４５°の角度で面する一方、下側に位置する転走面１２は斜め下方へ４５°の角度で面している。また、かかる軌道レール１には長手方向に沿って所定の間隔で固定ボルトの取付け孔１３が形成されており、当該軌道レール１を機械装置などに敷設する際に利用される。尚、前記軌道レール１に対する転走面１２の配置、傾斜角度及びその条数は、前記移動ブロック２に必要される負荷能力に応じて適宜変更して差し支えない。また、この例では転動体としてボールを使用する例を説明するが、ローラを転動体とするものであっても差し支えない。
【００２０】
一方、前記移動ブロック２は前記軌道レール１の一部を収容する案内溝を有して略溝型に形成されており、軌道レール１に対してこれに跨がるようにして配置されている。この移動ブロック２は、金属製のブロック本体４と、このブロック本体４を挟むようにして当該ブロック本体４の両端面に固定された一対の合成樹脂製エンドプレート５とから構成されている。前記エンドプレート５は取付けボルト５０によってブロック本体４の端面に対して固定される。
【００２１】
図２に示されるように、前記ブロック本体４は機械装置などの取付け面４１が形成された主桁部４ａ、及びこの主桁部４ａと直交する一対の脚部４ｂを備えて断面略溝型に形成されている。前記主桁部４ａには前記取付け面４１及び固定ボルトが螺合するタップ孔４２が形成される一方、各脚部４ｂの内側にはボール３が転走する負荷転走面４３がそれぞれ形成されている。前記軌道レール１の転走面１２と前記ブロック本体４の負荷転走面４３は互いに対向し、ボール３が移動ブロック２と軌道レール１との間で荷重を負荷しながら転走する負荷通路を構成する。すなわち、ブロック本体４には４条の負荷転走面４３が形成されている。この実施形態において、各負荷転走面４３の長手方向に直交する断面は、ボール３の球面よりも僅かに大きな曲率半径のサーキュラーアーク状をなしているが、その形状は適宜設計変更することができる。前記軌道レール１に形成された転走面１２も同様なサーキュラーアーク状に形成されている。また、各脚部４ｂには各負荷通路に対応した４条の転動体戻し通路４４が形成されている。これら転動体戻し通路４４の断面形状は転動体としてのボールの断面形状よりも大きく形成されており、ボール３が荷重から開放された状態で負荷通路内とは逆方向へ転走するようになっている。
【００２２】
尚、図２中において、符号４５はブロック本体４の脚部４ｂと軌道レール１の側面との間を密封するシール部材である。また、符号４６は前記ブロック本体４にねじ止めされた保持器プレートであり、前記移動ブロック２を軌道レール１から抜き取った際に、ボール３が負荷通路から転がり落ちるのを防止している。
【００２３】
図３は前記エンドプレート５を示す斜視図であり、かかるエンドプレート５を前記ブロック本体４との当接面側から観察したものである。このエンドプレート５にはボール３の方向転換路を構成する複数のボール誘導溝５１が形成されている。これらボール誘導溝５１はブロック本体４の各負荷転走面４３に対応して設けられており、軌道レール１を取り囲むようにしてエンドプレート５の４ヶ所に形成されている。各ボール誘導溝５１は前記ブロック本体４の負荷通路及びボール戻し通路４４と対向すべく長孔状の開口を有しており、内部には略Ｕ字状に湾曲した外周側案内面５２を有している。この外周側案内面５２は前記負荷通路とボール戻し通路４４との間でボール３を案内し、ボール３の進行方向を１８０°転換する。この外周側案内面５２の前記軌道レール１に面した端部は僅かに切り欠かれて掬い上げ部５３が形成されており、軌道レール１の転走面１２に接しながら負荷通路を転走してきたボール３はこの掬い上げ部５３に乗り上げるようにして前記ボール誘導溝５１内に収容される。
【００２４】
一方、前記エンドプレート５の各ボール誘導溝５１にはリターンピース６が嵌合している。このリターンピース６は半円柱状に形成されており、その外周面には前記ボール誘導溝５１内の外周側案内面５２と対向する内周側案内面６１が凹曲面として設けられている。また、前記内周側案内面６１の両側にはエンドプレートと嵌合する半円状の位置決め部６２が形成されており、これら位置決め部６２は、前記エンドプレート４の各ボール誘導溝５１の中央に形成された一対の係止溝５４に嵌合する。従って、リターンピース６の位置決め部６２をボール誘導溝５１の係止溝５４に嵌合させると、かかるリターンピース６がボール誘導溝５１の中央に位置決めされ、エンドプレート５に設けられた外周側案内面５２とリターンピース６に設けられた内周側案内面６１とが互いに対向して、ボール５の直径よりも大きな内径の前記方向転換路が完成する。
【００２５】
そして、このようにリターンピース６を装着したエンドプレート５をブロック本体４に固定することにより、ブロック本体４の負荷通路と転動体戻し通路４４とが略半円状に形成された方向転換路によって連結され、前記移動ブロック２にボール３の無限循環路が完成することになる。
【００２６】
図４はボール３の無限循環路の様子を示した断面図である。ボール３は負荷通路４７において軌道レール１の転走面１２及びブロック本体４の負荷転走面４３に接触し、軌道レール１とブロック本体４との間に作用する荷重を負荷しながら前記負荷通路４７内を転走する。図４中において、ブロック本体４及びエンドプレート５から構成される移動ブロック２が軌道レール１に対して紙面左方向へ移動する場合、ボール３は前記負荷転走面４３に対して右方向へ転走し、かかる負荷転走面４３の終端から転がり出ると、荷重から解放されて無負荷状態に移行すると共に、エンドプレート５の掬い上げ部５３によって軌道レール１の転走面１２から分離され、方向転換路５５に進入する。方向転換路５５に進入したボール３は半円状に延びる当該方向転換路５５に案内されてその進行方向を１８０°変更し、ブロック本体４の転動体戻し通路４４に進入する。ボール３は前記転動体戻し通路４４を無負荷状態で進行した後、図４には示されていない反対側のエンドプレート５の方向転換路に進入する。ボール３はこの方向転換路においてその進行方向を１８０°変更し、負荷通路４７の入口に戻される。そして、再び軌道レール１の転走面１２及びブロック本体４の負荷転走面４３に接触し、軌道レール１とブロック本体４との間に作用する荷重を負荷しながら前記負荷通路４７内を転走することになる。このようにしてボール３は負荷状態、無負荷状態を交互に繰り返しながら、無限循環路の内部を循環し、それによって移動ブロック２が軌道レール１に沿って運動することが可能となっている。
【００２７】
ボール３は前記方向転換路５５及び転動体戻し通路４４の内部を無負荷状態で転走することから、かかる方向転換路５５及び転動体戻し通路４４の断面形状はボール３のそれよりも大きな形状が与えられており、ボール３と方向転換路５５の内周壁との間には隙間が存在する。このため、図４に示すように、ボール３は方向転換路５５の内部で外周側案内面５２に接触したり、あるいは内周側案内面６１に接触したりと、ふらつき易い。また、負荷通路４７から方向転換路５５に進入するボール３は後続のボール３に押されながら当該方向転換路５５内を進行するので、この点においてもボール３が方向転換路５５内で一定の軌跡を経ずに蛇行し易いと言える。そして、このような蛇行が生じた場合、方向転換路５５内のボール同士が互いに干渉し合ってその動きに抵抗が作用し易く、無限循環路内におけるボール３の円滑な循環が阻害され、ひいては軌道レール１に対する移動ブロック２の滑らかな運動が阻害されるおそれがある。
【００２８】
一方、方向転換路５５や転動体戻し通路４４の断面形状をボール３のそれに可及的に近づけることによって、当該ボール３の無負荷状態を確保しながらその蛇行を防止することは可能である。しかし、方向転換路５５に位置する数個のボール３から構成されるボール列の長さは当該方向転換路５５内におけるボール３の位相によって周期的に変化するので、仮にボール３が無限循環路の周方向に沿って隙間なく配列されているとすると、方向転換路５５はボール列の循環に伴う周期的な長さ変化を吸収する必要がある。例えば、図５及び図６に示すように、６個のボール３ａ〜３ｆが方向転換路５５を通過する場合を想定すると、図５のようにボール３ｄの中心が方向転換路５５の入口から角度３０°の位置に存在している時と、その時点からボール３がその半径分だけ進行し、図６のようにボール３ｄの中心が方向転換路５５の入口から角度６０°の位置に達した時とでは、無限循環路内に配列されたボール列の長さは後者の方が若干長くなっている。
【００２９】
このため、図５に示す状態で無限循環路内の周方向に沿ってボール３を隙間なく配列したとすると、その状態からボール３が方向転換路５５内で半個分だけ進行すると、ボール同士が押し合ってその整列状態が崩れ、方向転換路５５内においてはボール３が内周側案内面６１から離れて蛇行を生じることになる。従って、方向転換路５５内においては、ボール３を外周側案内面５２又は内周側案内面６１に沿って整列させることも重要であるが、ボール３同士の干渉を緩和するために、方向転換路５５の通路幅がボール３の挙動に対応して柔軟に変化することが必要である。尚、図６は方向転換路５５内におけるボール３の位相変化を説明する便宜上、ボール３を内周側案内面６１に沿って整列させているが、前述の説明のように、図５に示す場合よりもボール列の長さは長くなっているので、ボール３を内周側案内面６１に沿って整列させることは困難である。
【００３０】
そこで、本発明では移動部材としての前記移動ブロック２に対して、方向転換路５５内のボール３を内周側案内面６１又は外周側案内面５２に向けて付勢する隙間排除手段を設け、ボール３が前記内周側案内面６１又は外周側案内面５２のいずれかと接触しながら方向転換路５５内を進行するように構成した。図７は方向転換路５５内のボール３を内周側案内面６１に向けて付勢した状態を示す断面図であり、矢線で示すようにボール３にはリターンピース６に設けられた内周側案内面に向かう付勢力が作用し、ボール３は内周側案内面６１との当接を維持しながら方向転換路５５内を進行する。
【００３１】
図８は前記隙間排除手段の第一の実施形態を示すものであり、ボール３の進行方向と直交する方向における前記方向転換路５５の断面図を示している。方向転換路５５の外周側案内面５２には前記押圧手段としての２条の可撓性リブ８０が形成されており、これらの可撓性リブ８０はボール３の進行方向に沿って方向転換路５５の全長にわたって設けられている。かかる可撓性リブ８０は前記エントプレート５と一体に成形されたものであっても良いし、エンドプレート５の外周側案内面５２に対して接着したものであっても良い。
【００３２】
これら可撓性リブ８０はその先端が弾性変形した状態でボール３に当接しており、ボール３は２条の可撓性リブ８０に押圧されて方向転換路５５の内径側に位置するリターンピース６に向けて付勢されている。すなわち、方向転換路５５内を進行するボール３は、外周側案内面５２と接触することなく、内周側案内面６１上を転動するようにして方向転換路５５内を進行する。これによって方向転換路５５内におけるボール３の蛇行が防止され、無限循環路内におけるボール３の円滑な循環を達成することが可能となる。また、前記可撓性リブ８０はボール３をリターンピース６に向けて付勢していることから、方向転換路５５に位置するボール３は互いに接近する方向へ付勢されていることになるが、ボール同士が強く押し合うような状況下では、逆に、当該ボール３が可撓性リブ８０を押し返すので、方向転換路５５内においてボール同士が強く干渉し合うことはなく、この点においても無限循環路内でボール３を円滑に循環させることが可能である。
【００３３】
この可撓性リブ８０は方向転換路５５の内部だけでなく、転動体戻し通路４４にも設けることが可能である。具体的には、前記ブロック本体４に対して直接転動体戻し通路４４を形成するのではなく、合成樹脂製のパイプ体を転動体戻し通路として前記ブロック本体４に具備させ、かかるパイプ体の内部にその長手方向に沿って可撓性リブを設けることができる。この転動体戻し通路４４内の可撓性リブは、前記方向転換路５５の可撓性リブ８０と連続するように設けることができる。このように構成すれば、転動体戻し通路内におけるボールの蛇行も防止することができ、無限循環路内におけるボール３の循環を一層円滑なものとすることができる。
【００３４】
また、図９は前記隙間排除手段の第二実施形態を示すものである。図８に示す第一実施形態ではボール３を付勢する可撓性リブ８０を方向転換路５５の外周側案内面５２に設けたが、この第二実施形態では、前記隙間排除手段としての可撓性リブ８１がリターンピース６の内周側案内面６１に設けられている。かかる可撓性リブ８１はリターンピース６の周方向に沿って内周側案内面６１の全長にわたって設けられている。この場合、前記可撓性リブ８１はその先端が弾性変形した状態でボール３に当接し、ボール３は２条の可撓性リブ８１に押圧されてリターンピース６からエンドプレート５に向けて放射状に付勢されている。すなわち、方向転換路５５内を進行するボール３は、リターンピース６の内周側案内面６１と接触することなく、外周側案内面５２上を転動するようにして方向転換路５５内を進行する。これによっても方向転換路５５内におけるボール３の蛇行が防止され、無限循環路内におけるボール３の円滑な循環を達成することが可能となる。尚、この第二実施形態では可撓性リブ８１が方向転換路５５内のボール３を外周側案内面に向けて付勢しているので、方向転換路５５内に位置するボール３は互いに離間する方向へ付勢されており、方向転換路５５内においてボール３同士が強く干渉し合うことはない。
【００３５】
図１０は前記隙間排除手段の第三実施形態を示すものである。この第三実施形態では、前記エンドプレート５が隙間排除手段としての弾性支持部材８２を介してブロック本体４に接続されており、ボール３が存在しない状態で、方向転換路５５の通路幅Ｗはボール３の直径よりも僅かに小さく設定されている。このため、ボール３が方向転換路５５に存在する状態では、前記弾性支持部材８２が変形することによって方向転換路５５の通路幅Ｗがボール３の直径まで拡張され、エンドプレート５に対しては弾性支持部材８２の復元力に起因する付勢力がブロック本体４に向けて作用することになる。前記弾性支持部材８２としては、ゴムシートや発泡体等を利用することができる。
【００３６】
この第三実施形態によれば、方向転換路５５内に存在するボール３は、図１０中に矢印で示すように、エンドプレート５の外周側案内面５２によってリターンピース６の方向へ押圧されるので、ボール３は内周側案内面６１に対して軽く押し付けられた状態となり、ボール３は内周側案内面６１に接触した状態を保ちながら当該方向転換路５５を進行することになる。これにより、方向転換路５５内におけるボール３の蛇行が防止され、無限循環路内におけるボール３の円滑な循環を達成することが可能となる。また、前記エンドプレート５がボール３をリターンピース６に向けて付勢していることから、第一実施形態と同様に、方向転換路５５に位置するボール同士が強く押し合うような状況下では、当該ボール３がエンドプレート５を押し返すので、方向転換路５５内においてボール同士が強く干渉し合うことはなく、この点においても無限循環路内でボール３を円滑に循環させることが可能である。
【００３７】
また、図１１は前記隙間排除手段の第四実施形態を示すものである。図１０に示す第三実施形態では前記弾性支持部材８２によってエンドプレート５をブロック本体４に向けて引き付け、それによって方向転換路５５の外周側案内面５２でボール３を内周側案内面６１に向けて付勢するように構成した。しかし、この第四の実施形態では、隙間排除手段としての弾性支持部材８３がリターンピース６とブロック本体４との間に設けられ、リターンピース６をブロック本体４に固定されたエンドプレート５に向けて付勢している。ボール３が存在しない状態で、方向転換路５５の通路幅Ｗがボール３の直径よりも僅かに小さく設定されている点は第三実施形態と同じであり、ボール３が方向転換路５５に存在する状態では前記弾性支持部材８３が変形することによって方向転換路５５の通路幅Ｗがボール３の直径まで拡張されるようになっている。
【００３８】
この第四実施形態では前述の第三実施形態とは逆に、図１１中に矢印で示すように、方向転換路５５内に存在するボール３がリターンピース６の内周側案内面６１によってエンドプレート５の方向へ押圧されるので、ボール３は外周側案内面５２に対して放射状に軽く押し付けられた状態となり、ボール３は外周側案内面５２に接触した状態を保ちながら当該方向転換路５５を進行することになる。これにより、方向転換路５５内におけるボール３の蛇行が防止され、無限循環路内におけるボール３の円滑な循環を達成することが可能となる。
【００３９】
図１２及び図１３は前記隙間排除手段の第五実施形態を示すものである。前述の第三実施形態ではブロック本体４とエンドプレート５とを接合する弾性支持部材８２がエンドプレート５をブロック本体４に向けて引き付ける方向の付勢力を発揮するように構成したが、この第五実施形態では、エンドプレート５をブロック本体４に固定する取付けボルト５０をスプリング８４に挿通し、かかるスプリング８４がエンドプレトート５をブロック本体４の端面に向けて付勢するように構成した。
【００４０】
図１２に示すように、前記取付けボルト５０はスプリング８４に挿通された後に、エンドプレート５に形成されたボルト取付け孔５６にも挿通され、かかる取付けボルトの雄ねじかブロック本体４の端面に形成された雌ねじ孔４８に対して締結している。前記スプリング８４としてはコイルスプリングやスプリングワッシャを使用することができる。このとき、取付けボルト５０は完全には締結せず、その頭部が前記スプリング８４をエンドプレート５との間で圧縮し、且つ、前記スプリング８４を完全に押しつぶさない程度に締結される。これにより、エンドプレート５は圧縮されたスプリング８４の発揮する付勢力でブロック本体４の端面に対して押し付けられる。
【００４１】
エンドプレート５がブロック本体４の端面と接触している状態は前記方向転換路５５にボール３が存在しない状態であり、このとき方向転換路５５の通路幅Ｗはボール３の直径よりも僅かに小さく設定されている。この点は前述の第三実施形態と同じである。このため、ボール３が方向転換路５５に存在する状態では、図１３に示すように、前記スプリング８４が更に圧縮されることによってエンドプレート５がブロック本体４から僅かに浮き上がり、方向転換路５５の通路幅Ｗがボール３の直径まで拡張され、エンドプレート５に対してはスプリング８４の付勢力がブロック本体４に向けて作用することになる。
【００４２】
このため、第三実施形態と同様に、方向転換路５５内に存在するボール３はエンドプレート５の外周側案内面５２によってリターンピース６の方向へ押圧されるので、ボール３は内周側案内面６１に対して軽く押し付けられた状態となり、方向転換路５５内におけるボール３の蛇行が防止される。
【００４３】
換言すれば、前述の第三実施形態〜第五実施形態では、前記エンドプレート５又はリターンピース６のいずれか一方が前記外周側案内面５２と内周側案内面６１とを接近させる方向へ付勢されており、それによって方向転換路５５の幅Ｗをボール３の直径と略同一の大きさにまで狭め、かかる方向転換路５５内におけるボール３の蛇行を防止しようとするものである。
【００４４】
図１４は前記隙間排除手段の第六実施形態を示すものである。この第六実施形態では、前記方向転換路５５内に線状部材から形成した２本の誘導部材８５を並列に配設し、これら誘導部材８５によって方向転換路５５内を転走するボール３をリターンピース６の内周側案内面６１に向けて付勢している。すなわち、前記誘導部材８５が本発明の隙間排除手段に相当している。この第六実施形態では方向転路５５内に設けた誘導部材８５がボール３を直接リターンピース６に向けて押圧しており、かかる意味においてのこの実施形態は前述の第一実施形態に近似している。
【００４５】
図１５は前記誘導部材８５を示す斜視図である。この誘導部材は断面円形状の金属製の線状部材から製作されており、その長手方向の両端には前記方向転換路５５に収容される一対の湾曲部８５ａが設けられる一方、一対の湾曲部８５ａを繋ぐ直線領域は前記移動ブロック２の負荷通路４７に対応した保持部８５ｂとなっている。また、前記湾曲部８５ａと保持部８５ｂとの境界にはボール３の転走方向に対して斜めに屈曲した掬い上げ部８５ｃが設けられており、この掬い上げ部８５ｃは方向転換路５５の入口付近、すなわちボール３が負荷通路４７を転走し終えて荷重から開放された位置に対応している。この誘導部材８５は、２本を一組として各無限循環路に組み込まれ、前記湾曲部８５ａをエンドプレート５のボール誘導溝５１に挿入すると共に、かかる湾曲部８５ａの先端をブロック本体４の端面に嵌合させることで、前記移動ブロック２に装着される。
【００４６】
前記誘導部材８５は２本一組で前記移動ブロック２の無限循環路に対して装着されるが、その際、前記保持部８５ｂ同士の幅Ａはボール３の直径よりも小さく設定されている。図１４に示すように、ボール３は保持部８５ｂとブロック本体４の負荷転走面４３との間に配列されており、２本の誘導部材８５の間から軌道レール１の転走面１２に接触している。このとき、ボール３は誘導部材８５の保持部８５ｂに接触しておらず、軌道レール１の転走面１２及びブロック本体４の負荷転走面４３に接触し、荷重を負荷しながら負荷通路４７を転走している。そして、一対の保持部８５ｂの間隔Ａがボール直径よりも小さく設定されていることから、軌道レール１から移動ブロック２を抜き取っても、ボール３が負荷通路４７から脱落しないようになっている。
【００４７】
また、図１５に示すように、前記湾曲部８５ａ同士の幅Ｂは前述した保持部８５ａの幅Ａに比べて狭く設定されており、２本の誘導部材８５の間隔が前記掬い上げ部８５ｃにおいて幅Ａから幅Ｂに連続的に変化するように構成されている。このため、前記保持部８５ｂに沿って移動ブロック２の負荷通路４７を転走していたボール３は当該負荷通路４７を転走し終えて方向転換路５５に進入すると、徐々に幅が狭くなる掬い上げ部８５ｃによって軌道レール１の転走面１２から持ち上げられる。そして、ボールは幅Ｂに設定された誘導部８５ａに接触しながら方向転換路５５内を転走する。
【００４８】
つまり、この誘導部材８５は一方の方向転換路５５から負荷通路４７を経て他方の方向転換路５５へ至る経路で、ボール３を連続的に案内していることになる。また、方向転換路５５内において、ボール３は前記誘導部材８５の湾曲部８５ａに案内されて進行方向を変化させることから、この第六実施形態では前記エンドプレート５の外周側案内面５２は特にボール３を案内する作用を発揮しておらず、かかるエンドプレート５は方向転換路５５のカバーとしてのみ機能している。
【００４９】
図１６は、前記誘導部材８５の湾曲部８５ａが方向転換路５５内のボール３をリターンピース６の内周側案内面６１に向けて付勢している状態を示す断面図である。この状態で、方向転換路５５内に位置する一組の湾曲部８５ａは、ボール３に接触することでその間隔が当該湾曲部８５ａの初期間隔Ｂよりも大きなＢ１（＞Ｂ）に押し拡げられており、これら一組の湾曲部８５ａがその間隔をＢに復元しようとする弾性力によって、ボール３がリターンピース６の内周側案内面６１に向けて付勢されている。すなわち、図１６の状態では方向転換路５５内のボール３に対してこれらを内周側案内面６１に接触させる力が作用し、ボール３は内周側案内面６１に接触した状態で整列していることになる。
【００５０】
一方、方向転換路内に位置するボール同士が強く押し合うような状況下では、当該ボール３が湾曲部８５ａを外周側案内面に向けて押し返すことになるが、その際、図１７に矢線で示すように、方向転換路５５内に配置された一組の湾曲部８５ａはそれらの間隔が拡がり、それに伴ってボール３の外周側案内面５２に向けた移動が許容されることになる。
【００５１】
従って、この第六実施形態においても、方向転換路５５内におけるボール３の蛇行が防止されると共に、方向転換路５５内においてボール同士が強く干渉し合うことはなく、無限循環路内におけるボール３の円滑な循環を達成することが可能となる。
【００５２】
以上説明してきたように、本発明の転がり案内装置によれば、方向転換路５５内を進行するボール３は各実施形態で示した隙間排除手段によって当該方向転換路の内周側案内面又は外周側案内面に向けて付勢されているので、内周側案内面６１又は外周側案内面に沿って転動するようにして方向転換路５５内を進行し、方向転換路５５内におけるボール３の蛇行が防止される。また、方向転換路内に位置するボール同士が強く押し合うような状況下では、逆に、当該ボール３が隙間排除手段の付勢力に抗して当該隙間排除手段を押し返すので、方向転換路５５内においてボール同士が強く干渉し合うこともない。従って、無限循環路内におけるボール３の円滑な循環を達成することが可能となる。
【００５３】
また、前記隙間排除手段が方向転換路５５内を進行するボール３を当該方向転換路の内周側案内面に向けて付勢している場合、ボール３は互いに接近する方向へ付勢されているので、例えば互いに隣接するボールの間に摩擦軽減のためのスペーサを介装する際、ボールとスペーサとが確実に接触するようになり、ボールの間からスペーサが抜け落ちたり、スペーサが横倒しになったりというトラブルを未然に防止することが可能となる。
【００５４】
また、方向転換路の外周側案内面５２又は内周側案内面６１に可撓性リブ８０，８１を設けた前述の第一実施形態又は第二実施形態の転がり案内装置は、従来のエンドプレート又はリターンピースを可撓性リブ付きのものに交換するだけで容易に実施することができ、また、可撓性リブを備えたエンドプレート又はリターンピースは合成樹脂の射出成形などで容易に製作することが可能であり、低コストでこれを実現することができる。
【００５５】
更に、線状部材から形成された２本一組の誘導部材を負荷通路及び方向転換路に配置した前述の第六実施形態によれば、かかる誘導部材が負荷通路と方向転換路との間でボールを連続的に案内し、且つ、ボールを軌道レールの転走面から掬い上げる機能も発揮するので、負荷通路と方向転換路との接続部分におけるボールの転走に作用する抵抗を小さくすることができ、方向転換路におけるボールの蛇行防止機能と相まって無限循環路内におけるボールの循環を一層円滑化することが可能となる。
【００５６】
尚、本発明を適用可能な転がり案内装置は前述の第一実施形態〜第六実施形態に限られるものではなく、転動体の無限循環路を有しているものであれば、例えばボールスプラインやボールブッシュ等に適用することが可能である。
【００５７】
また、本発明は転動体としてボールを利用した転がり案内装置に限られるものではなく、転動体としてローラを利用した転がり案内装置にも適用することが可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１…軌道レール、２…移動ブロック、３…ボール、４…ブロック本体、５…エンドプレート、６…リターンピース、４４…転動体戻し通路、４７…負荷通路、５２…外周側案内面、５５…方向転換路、６１…内周側案内面、
【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】
2013002625.tif 000007
【図６】
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【図７】
2013002625.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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