(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に軌道が形成された軌道部材と、前記軌道に対応する負荷軌道を含む転動体循環路が形成され、複数の球状の転動体を介して前記軌道部材に対して相対運動自在に設けられた移動部材と、前記複数の球状の転動体を可撓性帯状部材により回転可能に一連に保持してなる転動体連結帯とを備える直線転がり案内装置において、
前記移動部材は、単一の材質からなると共に、単一の部材で形成された移動ブロック本体と、単一の部材で形成され、前記移動ブロック本体の両端に設けられたエンドプレートとを含み、前記負荷軌道の両脇には、前記可撓性帯状部材を案内する案内部が、前記移動ブロック本体と同じ材質及び同じプロセスで前記移動ブロック本体と一体に形成され、
前記移動部材の前記負荷軌道が、前記球状の転動体の中心点と前記負荷軌道との接触点を結ぶ線の方向である接触角方向と研削砥石の切り込み方向を略一致させ、前記案内部間を通じて研削したことを特徴とする直線転がり案内装置。
【請求項２】
前記移動ブロック本体は、金属粉末と合成物質からなる混合物を射出成形し、該合成物質を熱処理又は化学的処理により除去し、焼結処理してなることを特徴とする請求項１記載の直線転がり案内装置。
【請求項３】
前記転動体循環路は、前記負荷軌道と略平行な転動体戻り通路を含み、
前記転動体戻り通路には、前記可撓性帯状部材を案内する案内溝が前記移動ブロック本体と同じプロセスで一体に形成されることを特徴とする請求項１または２記載の直線転がり案内装置。
【請求項４】
前記負荷軌道と前記転動体戻り通路を接続する一対の方向転換路が、内周部と外周部とで構成され、
前記内周部は、前記移動ブロック本体と同じ材質及び同じプロセスで一体に形成され、
前記外周部は、前記エンドプレートと同じ材質及び同じプロセスで一体に形成され、
前記一対の方向転換路の前記内周部と前記外周部とを合致させると、前記可撓性帯状部材を案内する案内溝が形成されることを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の直線転がり案内装置。
【請求項５】
前記外周部は、金属粉末と合成物質からなる混合物を射出成形し、該合成物質を熱処理又は化学的処理により除去し、焼結処理してなることを特徴とする請求項４記載の直線転がり案内装置。
【請求項６】
前記可撓性帯状部材は金属からなることを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載の直線転がり案内装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直線転がり案内装置に関し、特に転動体が一連に保持されてなる転動体連結帯を備える直線転がり案内装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の直線転がり案内装置として、移動ブロック（移動部材）と軌道レール（軌道部材）とが、多数のボール等の転動体を介して、相対運動自在に組まれたものが知られている。軌道レールには長手方向に沿って転動体が転がる軌道が形成され、移動ブロックには軌道に対向する負荷軌道を含む転動体循環路が形成される。複数の転動体は、この転動体循環路に配列収納され、移動ブロックと軌道レールの相対運動に伴って軌道レールの軌道上を荷重を受けながら転動し、循環する。ここで、複数の転動体を、可撓性を有する帯状部材によって一連に保持してなる構成のものも提案されている。転動体を帯状部材によって一連に保持することで、転動体同士の擦れ合いによる騒音の発生、摩耗を低減し、また、移動ブロックを軌道レールから抜き外した場合に転動体が脱落するのを防止できる。
【０００３】
移動ブロックには、転動体の両側に突出する帯状部材の側縁部を案内するために、負荷軌道に沿って直線的に案内部が設けられる。この案内部は、例えば、移動ブロックとは別体に鋼板等で形成される。また、移動ブロックを、荷重を受ける部分を機械的強度が大きな金属で形成し、負荷に寄与しない部分を合成樹脂で形成することが行われているが、この場合、帯状部材を案内する案内部は合成樹脂（以下、単に樹脂と称する）を用いて一体に成形されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、案内部を移動ブロックとは別体の鋼板で形成したものにあっては、部品点数が増える他、移動ブロックを形成した後に、ねじ等で案内部を移動ブロックに固定する工程が別途必要になる。また、移動ブロックと軌道レールとの間の小スペースにねじ等で固定するのは困難であり、案内部の位置決めにも困難が伴う。
【０００５】
一方、案内部を樹脂で移動ブロックの樹脂部分と一体に成形したものにあっても、金属製の移動ブロック本体を形成した後に、該移動ブロック本体に案内部を樹脂で一体に成形する工程が別途必要になる。また、樹脂部を有するので、高温あるいは真空の雰囲気中で使用することが困難である。
【０００６】
そこで、本発明は、上述のような可撓性帯状部材を案内する案内部を移動部材に形成する際に、部品点数を削減でき、組み立て工数を少なくできることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照番号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものでない。
【０００８】
請求項１の発明は、長手方向に軌道（５）が形成された軌道部材（４）と、前記軌道（５）に対応する負荷軌道（９）を含む転動体循環路が形成され、複数の球状の転動体（３…）を介して前記軌道部材（４）に対して相対運動自在に設けられた移動部材（２）と、前記複数の球状の転動体（３…）を可撓性帯状部材（２０）により回転可能に一連に保持してなる転動体連結帯（２６）とを備える直線転がり案内装置（１）において、前記移動部材（２）は、単一の材質からなると共に、単一の部材で形成された移動ブロック本体（６）と、単一の部材で形成され、前記移動ブロック本体（６）の両端に設けられたエンドプレート（７，８）とを含み、前記負荷軌道（９）の両脇には、前記可撓性帯状部材（２０）を案内する案内部（１０）が、前記移動ブロック本体（６）と同じ材質及び同じプロセスで前記移動ブロック本体（６）と一体に形成され、前記移動部材（２）の前記負荷軌道（９）が、前記球状の転動体（３…）の中心点と前記負荷軌道（９）との接触点を結ぶ線の方向である接触角方向（Ｂ）と研削砥石の切り込み方向（Ａ）を略一致させ、前記案内部（１０）間を通じて研削したことを特徴とする直線転がり案内装置（１）により、上述した課題を解決する。
【０００９】
ここで、移動部材（２）及び案内部（１０）の材質には、金属、合成樹脂等を用いることができる。また、プロセスには、射出成形、鋳造等を用いることができる。
【００１０】
この発明によれば、移動部材（２）と案内部（１０）とが同じ材質及び同じプロセスで一体に形成されるので、部品点数が少なく、組み立て工数の少ない直線転がり案内装置（１）が得られる。
また、この発明によれば、負荷軌道（９）に案内部（１０）を一体に形成した場合でも、例えば、転動体（３…）の接触角方向と研削砥石の切り込み方向を略一致させることで、案内部（１０）の間を通して、負荷軌道（９）を研削砥石（４１）で研削することができる。このため、負荷軌道（９）の表面が円滑にされ、転動体（３…）のスムーズな循環が行われる。
【００１１】
請求項２の発明は、前記移動ブロック本体（６）は、金属粉末と合成物質からなる混合物を射出成形し、該合成物質を熱処理又は化学的処理により除去し、焼結処理してなることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、移動ブロック本体（６）を金属射出成形するので、精緻かつ複雑な構造も成形できる。このため、移動ブロック本体（６）と同時に、精緻かつ複雑な構造を有する案内部（１０）も一体に形成することができる。また、案内部（１０）が金属製になるので、移動部材（２）と軌道部材（４）との小スペースの間で、案内部（１０）が薄く形成される場合でも案内部（１０）に必要な強度を持たせることができる。さらに、従来のように、金属製の移動部材（２）に樹脂を一体に成形する場合、移動部材（２）と樹脂との間にバリが発生することがあるが、案内部（１０）を移動ブロック本体（６）と同時に金属射出成形することでバリが発生するおそれがなくなる。
【００１３】
請求項３の発明は、前記転動体循環路は、前記負荷軌道（９）と略平行な転動体戻り通路（１１）を含み、前記転動体戻り通路（１１）には、前記可撓性帯状部材（２０）を案内する案内溝（１１ａ）が前記移動ブロック本体（６）と同じプロセスで一体に形成されることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、転動体戻り通路（１１）に案内溝（１１ａ）が一体に形成されるので、部品点数が少なく、組み立て工数の少ない直線転がり案内装置（１）が得られる。また、可撓性帯状部材（２０）の側縁部が転動体戻り通路（１１）の間でも案内溝（１１ａ）に案内されるので、転動体戻り通路（１１）の間での可撓性帯状部材（２０）の振れが抑えられ、所定の軌道が保たれる。したがって、可撓性帯状部材（２０）に保持される転動体（３…）も所定の軌道上を転がる。
【００１５】
請求項４の発明は、前記負荷軌道（９）と前記転動体戻り通路（１１）を接続する一対の方向転換路が、内周部（１３）と外周部（１２）とで構成され、前記内周部（１３）は、前記移動ブロック本体（６）と同じ材質及び同じプロセスで一体に形成され、前記外周部（１２）は、前記エンドプレート（７，８）と同じ材質及び同じプロセスで一体に形成され、前記一対の方向転換路の前記内周部（１３）と前記外周部（１２）とを合致させると、前記可撓性帯状部材（２０）を案内する案内溝が形成されることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、移動ブロック本体（６）に内周部（１３）が一体に形成されているので、部品点数が少なく、組み立て工数の少ない直線転がり案内装置（１）が得られる。また、方向転換路でも可撓性帯状部材（２０）が案内溝に案内されるので、方向転換路での可撓性帯状部材（２０）の振れが抑えられ、所定の軌道が保たれる。したがって、可撓性帯状部材（２０）に保持される転動体（３…）も所定の軌道上を転がる。
【００１７】
請求項５の発明は、前記外周部（１２）は、金属粉末と合成物質からなる混合物を射出成形し、該合成物質を熱処理又は化学的処理により除去し、焼結処理してなることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、方向転換路の外周部（１２）も金属射出成形されるので、精緻かつ複雑な構造も成形できる。このため、精緻かつ緻密な構造を有する案内溝を内周部（１３）との間に形成することができる。
【００１９】
請求項６の発明は、前記可撓性帯状部材（２０）は金属からなることを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、直線転がり案内装置（１）を構成する部品をすべて金属とすることができる。したがって、樹脂を有する場合には使用できなかった高温あるいは真空の雰囲気中でも直線転がり案内装置（１）を使用することができる。
【００２３】
なお、上記軌道部材（４）に案内レールを用い、移動部材（２）に転動体（３…）を介して移動自在に支持される移動ブロックを用いることもできるし、また、軌道部材（４）にスプライン軸を用い、移動部材（２）にスプライン軸に複数の転動体（３…）を介して移動自在に嵌合される外筒を用いることもできる。また、転動体（３…）には、ボールを用いることもできるし、ローラを用いることもできる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明の一実施形態における直線転がり案内装置１を示す。この直線転がり案内装置１では、移動部材としての移動ブロック２が多数の転動体としてのボール３…を介して軌道部材としての案内レール４に支持される。移動ブロック２は、案内レール４に沿って直線移動する。但し、移動ブロック２を固定側にし、案内レール４を可動側とする場合もある。
【００２５】
案内レール４は、細長く延ばされ、断面略四角形状をなす。案内レール４の左右側面４ａには、長手方向の全長にわたってボール３…が転がる際の軌道になる一対のボール転走溝５が形成される。
【００２６】
移動ブロックは、図２に示すように、移動ブロック本体６と、この移動ブロック本体６の両端に設けられたエンドプレート７，８とからなる。移動ブロック本体６は、断面略コ字形状をなし、案内レール４の上面と対向する水平部６ａと、案内レール４の左右側面４ａと対向する一対の脚部６ｂとを備える。一対の脚部６ｂの内側面に、案内レール４の左右側面４ａに設けられたボール転走溝５に対応する負荷軌道としての負荷転走溝９が形成される。移動ブロック本体６の負荷転走溝９の両脇には、負荷転走溝９に沿って直線的に案内部１０が、移動ブロック本体６と同じ材質及び同じプロセスで形成される。この案内部１０は、図３に示すように、脚部６ｂと案内レール４の左右側面４ａとの間の小スペースに薄く形成される。案内部１０を形成することで、ボール３を回転自在かつ一連に保持する可撓性帯状部材としてのリテーナ２０の側縁部を案内する案内溝が負荷転走溝９の両脇に形成される。これら、ボール３及びリテーナ２０を、転動体連結帯２６と称する。
【００２７】
また、一対の脚部６ｂには、負荷転走溝９を転がったボール３を戻す転動体戻り通路としてのボール戻り通路１１が、負荷転走溝９と略平行に形成される。このボール戻り通路１１は、ボール３の直径よりも若干大きい内径を有する。ボール戻り通路１１にも、リテーナ２０の側縁部を案内する案内溝１１ａが、移動ブロック本体６と同じプロセスで一体に形成される。
【００２８】
エンドプレート７，８は、図２に示すように、移動ブロック本体６の断面形状と略同様に、略コ字形状をなす。このエンドプレート７，８には、負荷転走溝９を転がるボール３を掬い上げてボール戻り通路１１に案内し、また逆にボール戻り通路１１から負荷転走溝９へとボール３を案内する方向転換路の外周部１２が形成される。また、移動ブロック本体６の両端には、この外周部１２と合致して、方向転換路を構成する内周部としてのアールピース部１３が形成される。エンドプレート７，８を移動ブロック本体６に結合させることで、アールピース部１３と外周部１２との間で方向転換路が構成され、また、ボール戻り通路１１と同様にリテーナ２０の側縁部を案内する案内溝が形成される。
【００２９】
上記方向転換路、負荷転走溝９及びボール戻り通路１１を、転動体循環路と総称する。
【００３０】
移動ブロック６及びエンドプレート７，８は、金属射出成形（ＭＩＭ：Ｍｅｔａｌ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｍｏｌｄ）と呼ばれる射出成形法によって単一の材質にて形成される。この金属射出成形法は、金属粉末と合成物質（多くは細粒状）からなる混合物を射出成形し、該合成物質成分を熱処理又は化学的処理により除去し、焼結処理するものである。
【００３１】
まず、金属粉末に合成物質細粒からなるバインダーを添加して、混練してペレット状に造粒し、これを慣用の射出成形機を用いて射出成形する。出発材料の金属粉末には、Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｖ，Ｔｉ，Ｆｅ等からなる粒子直径が１０μｍ程度の細かいものが使用される。なお、上記「単一の材質」とは、これら金属元素１種類のみ、及びこれら金属元素の合金の双方を意味するものとする。また、バインダーとしては、例えば、ポリエチレン等を使用することができる。
【００３２】
射出成形された成形体は、炉で熱処理され、脱バインダー処理される。このとき、バインダーは熱的または化学的処理によって除去され、バインダーは気化する。同時に、金属体の予備焼結が行われ、これにより充分な安定性を有する成形部品が得られる。引き続いて焼結すると、相対密度が１００％に近い密度の高い成形部品が得られる。
【００３３】
このような金属射出成形法を用いると、精緻、複雑な構造の部品も切削加工をせずに製造することができる。したがって、移動ブロック本体６に精緻な構造を有する案内部１０を同時に一体に成形することができる。このため、別途案内部１０を形成する工程が必要なく、組立工数や部品点数を削減することができる。また、金属射出成形品の相対密度を高めることによって、充分な機械的強度が得られるので、案内部１０が、移動ブロック本体６と案内レール４との間の狭いスペースに薄く形成されても充分な強度を保つことができる。
【００３４】
また、金属射出成形法によって、移動ブロック本体６のボール戻り通路１１に、精緻な案内溝１１ａを成形することができる。さらに、方向転換路の外周部１２が設けられた複雑な形状を有するエンドプレート７，８も成形することができ、エンドプレート７，８と移動ブロック本体６のアールピース部１３で構成される方向転換路にもリテーナ２０の側縁部２０ａを案内する案内溝を形成することができる。
【００３５】
なお、図２から明らかなように、移動ブロック本体６の端面には、エンドプレート７，８を締結するためのねじ部が成形され、上面には、搭載物を固定するためのねじ部が成形される。また、エンドプレート７，８には、移動ブロック本体６に結合する際に止めねじが挿入される穴部と、エンドプレート７，８内に塵が入るのを防止する端面シール１４（図１参照）を固定するためのねじ部が成形される。また、図１に示すように、エンドプレート７には、方向転換路まで延びる潤滑剤用通路１５が成形され、この通路にグリースニップル１６が装着される。
【００３６】
複数のボール３は、図４に示すように、可撓性を有するベルト状のリテーナ２０に連続して保持される。このリテーナ２０には、多数のボール保持穴が所定間隔で開けられ、各ボール保持穴内にボール３が回転摺動自在に保持される。ボール３のリテーナ２０の幅方向両端には、リテーナ２０の側縁部２０ａが突出して形成される。また、リテーナ２０の長手方向の両端部には、リテーナ２０を移動ブロック２へスムーズに挿入できるように丸みがつけられる。このリテーナ２０には、ステンレス製の薄板からなるばね用ステンレス鋼帯が用いられる。
【００３７】
図５は、負荷域である負荷転走溝９とボール転走溝５との間並びに、無負荷域であるボール戻り通路１１及び方向転換路を転がるボール３…を示したものである。複数のボール３…をリテーナ２０で一連に保持することによって、ボール３…同士の擦れ合いによって騒音の発生や、摩耗を防止できる。また、ボール３…が無負荷域から負荷域に移行する際に、抵抗が大きくなりボール３…が滞りがちになるが、リテーナ２０によってボール３…が負荷域に引き込まれ、ボール３…が無負荷域から負荷域に円滑に転動移行する。また、リテーナ２０の側縁部２０ａは、移動ブロック６の負荷転走溝に沿って形成された案内部１０、方向転換路に形成された案内溝、及びボール戻り通路１１に形成された案内溝１１ａにその全長が案内されるので、リテーナ２０の循環移動時の振れが全長にわたって規制される。したがって、リテーナ２０は、無限循環路全周にわたって所定の軌道上を移動することになり、リテーナ２０に保持されたボール３…も所定の軌道上を転動する。
【００３８】
そして、このように、リテーナ２０を含む直線転がり案内装置を構成する部品を全て金属製で形成することによって、樹脂を含む場合に使用できなかった８０度以上の高温下でも直線転がり案内装置を使用することができる。また、真空の雰囲気で直線転がり案内装置を使用すると、樹脂からガスが発生し、真空が保てないことがあったが、全て金属製にすることによって、ガスの発生を防止し、真空中での使用が可能になった。なお、この高温下では、ボール３…の潤滑材には固体潤滑が用いられる。
【００３９】
図６及び図７に、移動ブロック本体６を成形する金型の模式的な構成図を示す。上型２１と下型２２との間には、図６に示すように、移動ブロック本体６を成形するためのキャビティが設けられる。このキャビティは、下型２２の左右に設けられ、移動ブロック本体６の脚部６ｂの外側部分を成形するためのキャビティ２３ａと、脚部６ｂの内側部分、その負荷転走溝９、及び案内部１０等を形成するためのキャビティ２３ｂと、脚部６ｂの前後にアールピース部１３を形成するためのキャビティ２３ｃとを備える。一方、上型２１には、ボール戻り通路１１を成形するためのピン２４が設けられる。下型２２には、キャビティ２３ａに通ずるゲート２５が設けられ、金属粉末及び合成物質を混練してなるペレットは、このゲート２５を通過してキャビティ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ内に射出される。
【００４０】
図８に、エンドプレート７，８を成形する金型の模式的な構成図を示す。上型３０と下型３１との間には、エンドプレート７，８の脚部を形成するためのキャビティ３２ａが設けられる。また、下型３１には、方向転換路の外周部１２を成形するための円弧状の突起３１ａが設けられる。上型３０には、キャビティ３２ａに通ずるゲート３３が設けられ、金属粉末は、このゲート３３を通過してキャビティ３２ａ内に射出される。
【００４１】
図９に、負荷転走溝９の研削方法を示す。負荷転走溝９は全長にわたって、ボール３…のスムーズな転がりを保つために、回転軸４０の先端に固定された円盤状の砥石車４１の外周で研削加工される。本発明では、砥石車４１による負荷転走溝９の研削は、該負荷転走溝の両脇の案内部１０を通じて行うことが可能となる。
【００４２】
負荷転走溝９が単一の円弧で形成されるサーキュラーアーク溝の場合は、負荷転走溝９の接触角方向（図中Ｂ方向）に、砥石車４１の切り込み方向（図中Ａ方向）を略一致させて行う。ここで接触角方向とは、ボール３の中心点と、ボール３とサーキュラーアーク溝との接触点とを結ぶ線の方向をいう。また、負荷転走溝９が２つの円弧から形成されるゴシックアーチ溝の場合、これを研削するには、外周がゴシックアーチ溝に対応した２つの円弧を有する、いわゆる総形の砥石車４１が用いられる。
【００４３】
なお、本実施例においては、ボール列は案内レール４の左右側面に１条ずつとされているが、その条数及び配置位置は、負荷の大きさ、荷重方向等に応じて適宣設定を変える。また、案内レール４の断面形状自体も、本実施例の如き形状に限るものではない。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、軌道部材と、軌道部材に複数の転動体を介して相対運動自在に設けられた移動部材と、複数の転動体を可撓性帯状部材により回転可能に一連に保持してなる転動体連結帯とを備える直線転がり案内装置において、前記移動部材を構成する移動ブロック本体を単一の材質にて形成することとし、移動ブロック本体の負荷軌道の両脇に、上記可撓性帯状部材を案内する案内部を、移動ブロック本体と同じ材質及び同じプロセスで移動ブロック本体と一体に形成したので、部品点数が少なく、組み立て工数の少ない直線転がり案内装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における直線転がり案内装置を示す斜視図。
【図２】移動ブロック本体及びエンドプレート示す斜視図。
【図３】上記図１のＡ−Ａ線断面図。
【図４】リテーナ及び複数のボールを示すもので、同図（ａ）は側面図、同図（ｂ）は平面図、同図（ｃ）は側面図である。
【図５】上記図１に示す構成の半断面を含む底面図。
【図６】移動ブロックの成形型の構成例を示す図。
【図７】上記図６の断面図。
【図８】エンドプレートの成形型の構成例を示す図。
【図９】負荷転走溝の研削加工を示す模式図。
【符号の説明】
１  直線転がり案内装置
２  移動ブロック（移動部材）
３  ボール（転動体）
４  案内レール（軌道部材）
５  ボール転走溝（軌道）
９  負荷転走溝（負荷軌道）
１０  案内部
１１  ボール戻り通路（転動体戻り通路）
１１ａ  案内溝
２０  リテーナ（可撓性帯状部材）
１２  外周部
１３  内周部（アールピース部）
４１  砥石車
【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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【図８】
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【図９】
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