(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体、及び被移動体の双方にわたって設けられた循環路に、ボール列から成る循環ボールが配され、隣合う循環ボール間に、前記循環ボールを保持する凹形状のボール受部を背中合わせに２つ有する保持器を介在させた構成の直動装置において、
前記保持器は、その２つの前記ボール受部の中心部に、前記循環ボールより径の小さい、少なくとも１つのスペーサボールを、隣合う循環ボールに同時に接触しないように、露出して回転自在に保持し、当該ボール受部が循環ボールの押圧力で弾性限度内で所定量変形した時のみ、隣合う循環ボールが前記スペーサボールに接触するような形状に設定されていることを特徴とする直動装置。
【請求項２】
移動体、及び被移動体の双方にわたって設けられた循環路に、ボール列から成る循環ボールが配され、隣合う循環ボール間に、前記循環ボールを保持する凹形状のボール受部を背中合わせに２つ有する保持器を介在させた構成の直動装置において、
保持器及びスペーサボールは、隣合う循環ボールを寄せたときに両方のボールが当該スペーサボールに接触するような形状に、且つ、当該スペーサボールが循環ボールの押圧力に応じて、ボール受部の中心から離れる方向に所定距離のみ退避可能な形状に設定されていることを特徴とする直動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボールねじ、リニアガイド、リニアボールブッシュ等に用いられ、循環路に循環ボール列を配し、各循環ボール間に保持器を介在させた構成の直動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、リニアガイド、リニアボールブッシュ、又はリニアボールスプライン等においては、移動体と、この移動体が相対的に移動する被移動体の双方にわたって設けられた循環路に、ボール列から成る循環ボールが配され、隣合うすべての循環ボール間に、循環ボールを保持する凹形状のボール受部を背中合わせに２つ有する保持器を介在させた直動装置を有する構成のものが提案されている。
【０００３】
特に、ボールねじは、この循環ボール列の循環路を雄ねじと雌ねじの双方に螺旋条に設けたもので、基本構成は直動案内装置と同じであり、この構成によって回転運動を直線運動に変換、あるいはその逆の運動に変換している。
この直動装置は、例えば、工作機械のテーブルの直線移動や、移動体がガイドレールに沿って移動する手段として用いられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の上記直動装置においては、循環ボールの競り合いによって、保持器が循環ボールに強く押し付けられることがあり、この場合、保持器が循環ボールに吸着してしまって反って作動性を悪くするという問題点があった。
【０００５】
また、従来の保持器は、循環ボールのサイズによっては保持器の形状精度が十分ではなく、保持器を組み込むことで反って作動性を悪くするという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上述した従来例の有する不都合を改善し、保持器が循環ボールに強く押し付けられたり、保持器の形状精度が十分でない場合でも、良好な作動性を保持することができる、簡単な構成の直動装置を提供することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、請求項１の発明では、移動体、及び被移動体の相方にわたって設けられた循環路に、ボール列から成る循環ボールが配され、隣合うの循環ボール間に、前記循環ボールを保持する凹形状のボール受部を背中合わせに２つ有する保持器を介在させた構成の直動装置において、前記保持器は、その２つの前記ボール受部の中心部に、前記循環ボールより径の小さい、少なくとも１つのスペーサボールを、循環ボールが接触しないように、露出して回転自在に保持し、当該ボール受部が循環ボールの押圧力で弾性限度内で所定量変形した時のみ、循環ボールが前記スペーサボールに接触するような形状に設定されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明では、移動体、及び被移動体の双方にわたって設けられた循環路に、ボール列から成る循環ボールが配され、隣合う循環ボール間に、前記循環ボールを保持する凹形状のボール受部を背中合わせに２つ有する保持器を介在させた構成の直動装置において、保持器及びスペーサボールは、循環ボールが当該スペーサボールに接触するような形状に、且つ、当該スペーサボールが循環ボールの押圧力に応じて、ボール受部の中心から離れる方向に所定距離のみ退避可能な形状に設定されていることを特徴としている。
【０００９】
請求項１では、循環ボールが順調に回転している時は、隣合うボールはスペーサボールに同時に接触していないが、保持器のボール受部が循環ボールの押圧力で弾性限度内で所定量変形して、隣合う循環ボールがスペーサボールに同時に接触するようになると、スペーサボールは循環ボールに連れ回るようになるため、循環ボールとボール受部の摺動抵抗が減少し、結果として直動装置のトルク変動が抑えられる。又、スペーサボールは保持器のボール受部を押圧する循環ボールのストッパーとしても機能するため、保持器の破損が防止される。
【００１０】
また、請求項２では、循環ボールの競り合いが強くなって、循環ボールのボール受部に対する押圧力が増大しても、押圧力の加わる方向に応じて、スペーサボールはボール受部の中心から離れる方向に所定距離のみ退避することができるため、循環ボールの損傷が防止される。又、スペーサボールは循環ボールと常に接触しているため、保持器の形状精度が十分でない場合や、直動装置の基本性能が良くない場合でも、良好な作動性が得られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図６は本発明に係る第１〜第６の実施形態を示す直動装置の部分断面図(Ａ)及び保持器のＡ視図(Ｂ)である。各図（Ａ）は図（Ｂ）のＢ−Ｂ断面を示している。図７は、本発明の当該直動装置の斜視図であり、図８は、図７に示した直動装置の横断面図である。
【００１２】
図７に示すように、横断面略角型の被移動体である案内レール３１の上に、移動体である断面コ字状のスライダー３２が跨架されている。図８に示すように、案内レール３１の左右両側面に、それぞれ軸方向に延びる円弧状の軌道溝３３ａが形成されている。移動体３２の左右両側の脚部３４にも、それぞれ軸方向に延びる円弧状の軌道溝３３ｂが形成されている。この被移動体である案内レール３１の軌道溝３３ａと、移動体であるスライダー３２の軌道溝３３ｂとにより、ボール３５の往路３３が構成されている。
【００１３】
また、移動体３２の両脚部３４の往路３３より外側に、孔状の復路３６が形成されている。これら往路３３と、復路３６とは、その端部において、反転路３７により連通されている。これにより、往路３３、復路３６、および反転路３７により、ボール列の循環路が構成されている。
【００１４】
図１において、循環ボール列の一部である２つの循環ボール１間に保持器２が介在されている。この循環ボール列は、移動体３２、及び被移動体３１の双方にわたって設けられた循環路３３，３６，３７に配されるものである。保持器２は隣合うすべての循環ボール１間に配されている。
保持器２は、その外周部が円筒形状で、軸方向の両端側が凹形状とされたボール受部２ａが背中合わせに２つ形成されており、このボール受部２ａに循環ボール１の一部が嵌め込まれている。
【００１５】
保持器２の軸方向の中央部には、そのボール受部２ａの各底面を形成するものとなる中間部２ｂが配設され、この中間部２ｂの中心部にはボール孔２ｃが設けられている。このボール孔２ｃには、循環ボール１に比べてはるかに径の小さいスペーサボール３が両側が露出した形で回転自在に嵌め込まれている。
【００１６】
ボール受部２ａは、循環ボール１が普通に嵌合した状態で、隣合う循環ボール１がスペーサボール３に同時に接触しないような形状に設定されている。且つ、ボール受部２ａは、循環ボール１の押圧力で弾性限度内で所定量変形させられた時のみ、隣合う循環ボール１がスペーサボール３に同時に接触するような形状に設定されている。
【００１７】
この構成において、循環ボール１の押圧力が増し加わらない通常の状態では、隣合う循環ボール１はスペーサボール３に同時に接触していないが、循環ボール１が競り合ってその押圧力により保持器２のボール受部２ａが弾性変位すると、隣合う循環ボール１がスペーサボール３に同時に接触するようになり、スペーサボール３は循環ボール１に連れ回るようになる。このため、循環ボール１とボール受部２ａの摺動抵抗を減らすことができ、直動装置のトルク変動を抑えることができる。
循環ボール１の押圧力が通常の状態に戻ると、ボール受部２ａも弾性的に元の形状に戻り、循環ボール１はスペーサボール３との接触から離れる。
【００１８】
また、スペーサボール３は、保持器２のボール受部２ａに当接する循環ボール１の押圧力を規制するストッパーの機能をも有するため、大きな押圧力が繰り返し掛かることによる保持器２の破損を防止することができる。
【００１９】
次に、第２の実施形態について、図２及び図３を参照して説明する。この実施形態は上記第１の実施形態と略同様の構成であって、同一部材には同一番号を付しており、その部分の説明は省略する。異なっているのは、スペーサボール３を複数個設けた点である。
【００２０】
図２においては、保持器２の中間部２ｂには３つのボール孔２ｃが設けられ、それぞれ同一径のスペーサボール３が回転自在に嵌め込まれている。
また、図３においては、保持器２の中間部２ｂには４つのボール孔２ｃが設けられ、それぞれ同一径のスペーサボール３が回転自在に嵌め込まれている。
【００２１】
この構成においても、第１の実施形態と同様の効果を期待することができるが、スペーサボール３の数が増加した分だけ、循環ボール１とスペーサボール３との接触圧が軽減されることから、循環ボール１を痛める心配が無く、またボール受部２ａの摺動抵抗もより一層減らすことができる。また、循環ボール１のストッパーの機能も増し加わるため、保持器２の破損を確実に防止することができる。
【００２２】
次に、第３の実施形態について、図４を参照して説明する。この実施形態は上記第１の実施形態と略同様の構成であって、同一部材には同一番号を付しており、その部分の説明は省略する。異なっているのは、スペーサボール４の径がスペーサボール３よりも大きくなって、スペーサボール４は隣合う循環ボール１と常に同時に接触し、循環ボール１の押圧力の変動に応じてスペーサボール４を所定距離移動可能とした点である。
【００２３】
図４（Ｂ）において、スペーサボール４が嵌め込まれたボール孔２ｄは、長径ａ短径ｂの楕円形状（両端に行くに従って幅が狭くなる形状）であって、短径ｂはスペーサボール４の直径と略等しく設定されている。スペーサボール４は長径ａ方向に所定距離移動可能とされている。
【００２４】
したがって、循環ボール１の競り合いが強くなって押圧力が増大しても、押圧力の加わる方向に応じて長径方向（中心から離れる方向）に長径ａ分だけ退避することができ、押圧力が吸収されるので、循環ボール１に過度の押圧力が加わることがなく、循環ボール１の損傷を防止することができる。
【００２５】
また、スペーサボール４は循環ボール１と常に接触しているので、保持器２の形状精度が十分でない場合や、直動装置の基本性能が良くない場合でも、循環ボール１とスペーサボール４の連れ回りにより、良好な作動性を得ることができる。
【００２６】
次に、第４の実施形態について、図５及び図６を参照して説明する。この実施形態は上記第３の実施形態と略同様の構成であって、同一部材には同一番号を付しており、その部分の説明は省略する。異なっているのは、スペーサボール４よりも径の小さいスペーサボール３を複数個設けた点である。
【００２７】
図５においては、保持器２の中間部２ｂには３つのティアドロップ形状のボール孔２ｅが放射状に設けられている。ボール孔２ｅの短径はスペーサボール３の直径と略等しく設定され、それぞれのボール孔２ｅに同一径のスペーサボール３が回転自在に嵌め込まれている。スペーサボール３はボール孔２ｅの長径方向に所定距離移動可能とされている。
【００２８】
また、図６においては、図５に示したボール孔２ｅと同一形状のものが保持器２の中間部２ｂに４つ放射状に設けられ、それぞれに同一径のスペーサボール３が回転自在に嵌め込まれている。
【００２９】
この構成においても、第３の実施形態と同様の効果を期待することができるが、スペーサボール５の数が増加した分だけ、循環ボール１とボール受部２ａの摺動抵抗を、より一層減らすことができ、循環ボール１の競り合いが強くなって押圧力が増大しても、スペーサボール５は、押圧力の加わる方向に、より追従して長径方向（中心から離れる方向）に退避することができるので、循環ボール１の損傷を確実に防止することができる。
【００３０】
また、スペーサボール５は隣合う循環ボール１の複数個所で常に同時に接触し得る状態となっているので、保持器２の形状精度が十分でない場合や、直動装置の基本性能が良くない場合でも、良好な作動性を得ることができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、保持器は、その２つのボール受部の中心部に、循環ボールより径の小さい、少なくとも１つのスペーサボールを、隣合う循環ボールが同時に接触しないように、露出して回転自在に保持し、当該ボール受部が循環ボールの押圧力で弾性限度内で所定量変形した時のみ、隣合う循環ボールがスペーサボールに同時に接触するような形状に設定されているので、循環ボールの押圧力が強くなって循環ボールがスペーサボールに接触するようになると、スペーサボールは循環ボールに連れ回るようになるため、循環ボールとボール受部の摺動抵抗を減少させることができ、直動装置のトルク変動を抑えることができる。また、スペーサボールは保持器のボール受部を押圧する循環ボールのストッパーとしても機能するため、ボール受部に過剰な押圧力が加わって保持器が破損するのを防止することができる。
【００３２】
請求項２の発明によれば、保持器及びスペーサボールは、隣合う循環ボールを寄せたときに両方のボールが当該スペーサボールに接触するような形状に、且つ、当該スペーサボールが循環ボールの押圧力に応じて、ボール受部の中心から離れる方向に所定距離のみ退避可能な形状に設定されているので、循環ボールの競り合いが強くなって循環ボールのボール受部に対する押圧力が増大しても、循環ボールの退避によって押圧力が吸収され、循環ボールの損傷を防止することができる。また、スペーサボールは循環ボールが互いに寄った状態では隣合う循環ボールと接触しているため、保持器の形状精度が十分でない場合や、直動装置の基本性能が良くない場合でも、良好な作動性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施形態を示す直動装置の部分断面図(Ａ)及び保持器のＡ視図（Ｂ)。
【図２】第２の実施形態（スペーサボール３つ）を示す直動装置の部分断面図(Ａ)及び保持器のＡ視図(Ｂ)。
【図３】第２の実施形態（スペーサボール４つ）を示す直動装置の部分断面図(Ａ)及び保持器のＡ視図(Ｂ)。
【図４】第３の実施形態を示す直動装置の部分断面図(Ａ)及び保持器のＡ視図(Ｂ)。
【図５】第４の実施形態（スペーサボール３つ）を示す直動装置の部分断面図(Ａ)及び保持器のＡ視図(Ｂ)。
【図６】第４の実施形態（スペーサボール４つ）を示す直動装置の部分断面図(Ａ)及び保持器のＡ視図(Ｂ)。
【図７】上記各実施の形態の直動装置の斜視図である。
【図８】図７に示した直動装置の横断面図である。
【符号の説明】
１        循環ボール
２        保持器
２ａ      ボール受部
２ｂ      中間部
２ｃ,２ｄ  ボール孔
３,４      スペーサボール
３１      被移動体（案内レール）
３２      移動体（スライダー）
【図１】
0004122796.tif 000002
【図２】
0004122796.tif 000003
【図３】
0004122796.tif 000004
【図４】
0004122796.tif 000005
【図５】
0004122796.tif 000006
【図６】
0004122796.tif 000007
【図７】
0004122796.tif 000008
【図８】
0004122796.tif 000009