(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する内壁面を有する断面略Ｕ字形の軌道部材と、
前記内壁面間に挟まれる移動部材と、
前記移動部材を貫通するねじ軸とを備え、
前記軌道部材の内壁面には、転動体転走部が形成され、
前記移動部材の両側面には、前記転動体転走部に対応する負荷転動体転走部が形成され、
前記移動部材には、前記転動体転走部と前記負荷転動体転走部との間を転がる転動体を循環させるために、前記負荷転動体転走部から所定間隔を隔てて平行に延びる転動体戻し通路、及び前記負荷転動体転走部と前記転動体戻し通路間を接続する方向転換路とが設けられ、
前記ねじ軸の外周面には、螺旋状のねじ軸用転動体転走部が形成され、
前記移動部材の貫通孔には、前記ねじ軸用転動体転走部に対応するねじ軸用負荷転動体転走部が形成され、
前記移動部材には、前記ねじ軸用転動体転走部とねじ軸用負荷転動体転走部との間を転がるねじ軸用転動体を循環させるためのねじ軸用転動体戻し通路が設けられるリニアアクチュエータにおいて、
前記転動体間には、前記転動体の曲面に対応する曲面状凹部を両端に有する複数の第１スペーサが設けられ、該複数の第１スペーサは可撓性を有する帯状部材で一連に連結され、
前記ねじ軸用転動体間には、前記ねじ軸用転動体の曲面に対応する曲面状凹部を両端に有し、互いに分離される複数の第２スペーサが設けられ、
前記移動部材には、前記負荷転動体転走部の両側縁に沿って延び、前記軌道部材から前記移動部材を外した際に前記帯状部材及び前記複数の第１スペーサに保持された前記転動体が前記移動部材から脱落するのを防止するための保持部材が設けられ、
前記保持部材は、前記負荷転動体転走部の両側縁に沿って延び、前記軌道部材から前記移動部材を外した際に軌道部材から前記複数の第１スペーサに保持された転動体が脱落するのを防止する保持部と、前記保持部の長手方向の両端に設けられ、前記方向転換路の内周側を構成する方向転換路内周側構成部材とを一体に備え、
また、前記保持部は、
下側の負荷転動体転走部に充填される前記複数の第１スペーサの下側を保持するための第１保持部と、
下側の負荷転動体転走部に充填される前記複数の第１スペーサの上側を保持すると共に上側の負荷転動体転走部に充填される前記複数の第１スペーサの下側を保持するための第２保持部と、
上側の負荷転動体転走部に充填される前記複数の第１スペーサの上側を保持するための第３保持部とから構成され、さらに、
前記転動体転走部と前記負荷転動体転走部の断面形状はサーキュラアークに形成され、前記ねじ軸用転動体転走部と前記ねじ軸用負荷転動体転走部の断面形状はゴシックアーチに形成され、
前記転動体転走部と前記負荷転動体転走部によって構成される負荷転動体転走路が４条設けられ、上側２本の負荷転動体転走路の接触角線はリニアアクチュエータの中心から外側に向けて斜め上方を向くように傾斜され、下側２本の負荷転動体転走路の接触角線はリニアアクチュエータの中心から外側に向けて斜め下方を向くように傾斜され、
前記上側の負荷転動体転走路と前記下側の負荷転動体転走路との間の距離は、前記上側の転動体戻し通路と前記下側の転動体戻し通路との間の距離よりも大きいことを特徴とするリニアアクチュエータ。
【請求項２】
前記負荷転動体転走部、前記転動体戻し通路、前記方向転換路で構成される転動体循環路には、前記帯状部材を案内するための案内部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のリニアアクチュエータ。
【請求項３】
前記転動体戻し通路を構成する戻し通路構成部材、前記方向転換路の内周側を構成する方向転換路内周側構成部材、前記方向転換路の外周側を構成する方向転換路外周側構成部材、及び前記保持部材が、前記移動部材の本体とは別体に樹脂で成形されることを特徴とする請求項１または２に記載のリニアアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、断面略Ｕ字形の軌道部材と、軌道部材内に設けられ、両側面にガイド部、中央にボールねじ部を一体構造にした移動部材とを備えるアクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１に示すように、断面略Ｕ字形のアウタレール１と、アウタレール１内に設けられ、両側面にガイド部２ａ，２ａ、中央にボールねじ部２ｂを一体構造にしたインナブロック２とを備えるリニアアクチュエータが知られている。
【０００３】
ガイド部２ａ，２ａの構成について説明する。アウタレール１の対向する一対の内壁面１ａ，１ａそれぞれには、上下に２条のボール転走溝１ｂ，１ｂが形成される。一方、アウタレール１内に設けられるインナブロック２の両側面には、アウタレール１のボール転走溝１ｂ，１ｂに対向する負荷転走溝２ｃ，２ｃが形成され、互いに対向するボール転走溝１ｂ，１ｂと負荷転走溝２ｃ，２ｃの間には複数のボール３…が転がり運動可能に介在されている。
【０００４】
ねじ部２ｂの構成について説明する。インナブロック２の中央には、ねじ軸４が貫通している。ねじ軸４の外周面には螺旋状のボール転走溝が形成される。インナブロック２の貫通孔にはボール転走溝に対応して螺旋状の負荷ボール転走溝が形成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このようなリニアアクチュエータは、ガイド部２ａ，２ａとボールねじ部２ｂとを凝縮しているので、最小のスペースで、高剛性、高精度なアクチュエータ機能を有する。このため、半導体製造装置、液晶製造装置、医療関連などのクリーン環境下で使用されることが多い。クリーン環境下では、アクチュエータからの発塵が少ないこと、アクチュエータから発生される音が小さいことが要求される。
【０００６】
アクチュエータからの発塵を低減するために、アクチュエータのガイド部を含む駆動部分をケースで覆ったり、さらにはケース内部をエアー吸引したりすることが行われる。しかし、ガイド部を含む駆動部分をケースで覆っても、摺動部分からは依然塵が発生するので根本的な解消策とはならない。
【０００７】
また、リニアアクチュエータのボールねじ部２ｂには、位置決め精度を高めるために与圧が与えられるが、リニアアクチュエータのインナブロック２は、通常のねじ軸とナットから構成されたボールねじと異なり、ガイド部２ａ，２ａとボールねじ部２ｂとが一体構造にされている。このため、製造工程上、通常のボールねじのように、ナットに形成されたボール転走溝の位相をずらすことによって与圧を付与する方式が採用できず、その代わりに、ねじ軸４とインナブロック２との間の隙間よりも若干径の大きいオーバーサイズのボールを充填する所謂オーバーサイズの与圧方式が採用される。オーバーサイズのボールを充填する与圧方式の場合、ボールがスムーズに循環するようにオーバーサイズのボールの間に若干径の小さいスペーサボールが充填される。しかし、スペーサボールを充填すると、その分だけ負荷を受けるボールの数も減り、負荷できる軸方向の荷重が低減してしまう。
【０００８】
そこで、本発明は、低発塵及び低騒音を実現でき、しかも負荷できる軸線方向荷重も大きいリニアアクチュエータを提供することを目的とする。
【０００９】
【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。
【００１０】
本発明者は、転動体同士の金属接触を防止し、且つ転動体を整列運動させるために、ガイド部及びねじ部の転動体間に、転動体の曲面に対応した凹部を両端に有するスペーサを設けた。また、ガイド部の転動体の循環運動が、直線状の負荷転走路と直線状の戻し通路とをＵ字状の方向転換路で繋いだ一平面内の２次元的な運動であること、並びにねじ部の転動体の循環運動が螺旋状の複雑な３次元的な運動であることに着目し、ガイド部に充填される複数のスペーサを帯状部材で一連に繋ぎ、ねじ部に充填される複数のスペーサを互いに分離させ、これにより転動体とその周囲の循環路との接触も防止した。
【００１１】
具体的には、請求項１の発明は、互いに対向する内壁面（７ａ，７ａ）を有する断面略Ｕ字形の軌道部材（７）と、前記内壁面（７ａ，７ａ）間に挟まれる移動部材（８）と、前記移動部材（８）を貫通するねじ軸（９）とを備え、前記軌道部材（８）の内壁面（７ａ，７ａ）には、転動体転走部（１１）が形成され、前記移動部材（８）の両側面には、前記転動体転走部（１１）に対応する負荷転動体転走部（１９）が形成され、前記移動部材（８）には、前記転動体転走部（１１）と前記負荷転動体転走部（１９）との間を転がる転動体（２８…）を循環させるために、前記負荷転動体転走部（１９）から所定間隔を隔てて平行に延びる転動体戻し通路（Ｃ）、及び前記負荷転動体転走部（１９）と前記転動体戻し通路（Ｃ）間を接続する方向転換路（Ｂ）とが設けられ、前記ねじ軸（９）の外周面には、螺旋状のねじ軸用転動体転走部（９ａ）が形成され、前記移動部材（８）の貫通孔には、前記ねじ軸用転動体転走部（９ａ）に対応するねじ軸用負荷転動体転走部（１５ａ）が形成され、前記移動部材（８）には、前記ねじ軸用転動体転走部（９ａ）とねじ軸用負荷転動体転走部（１５ａ）との間を転がるねじ軸用転動体（３３…）を循環させるためのねじ軸用転動体戻し通路（Ｅ）が設けられるリニアアクチュエータにおいて、前記転動体（２８…）間には、前記転動体（２８…）の曲面に対応する曲面状凹部（３０ａ…）を両端に有する複数の第１スペーサ（３０）が設けられ、該複数の第１スペーサ（３０）は可撓性を有する帯状部材（３１，３１）で一連に連結され、前記ねじ軸用転動体（３３…）間には、前記ねじ軸用転動体（３３…）の曲面に対応する曲面状凹部を両端に有し、互いに分離される複数の第２スペーサ（３５…）が設けられ、前記移動部材（８）には、前記負荷転動体転走部（１９）の両側縁に沿って延び、前記軌道部材（７）から前記移動部材（８）を外した際に前記帯状部材（３１，３１）及び前記複数の第１スペーサ（３０…）に保持された前記転動体（２８…）が前記移動部材（８）から脱落するのを防止するための保持部材（１７）が設けられ、前記保持部材（１７）は、前記負荷転動体転走部（１９）の両側縁に沿って延び、前記軌道部材（７）から前記移動部材（８）を外した際に軌道部材（７）から前記複数の第１スペーサ（３０）に保持された転動体（２８…）が脱落するのを防止する保持部（２４）と、前記保持部（２４）の長手方向の両端に設けられ、前記方向転換路（Ｂ）の内周側を構成する方向転換路内周側構成部材（２５）とを一体に備え、また、前記保持部（２４）は、下側の負荷転動体転走部に充填される前記複数の第１スペーサの下側を保持するための第１保持部（２４ｃ）と、下側の負荷転動体転走部に充填される前記複数の第１スペーサの上側を保持すると共に上側の負荷転動体転走部に充填される前記複数の第１スペーサの下側を保持するための第２保持部（２４ｂ）と、上側の負荷転動体転走部に充填される前記複数の第１スペーサの上側を保持するための第３保持部（２４ａ）とから構成され、さらに、前記転動体転走部（１１）と前記負荷転動体転走部（１９）の断面形状はサーキュラアークに形成され、前記ねじ軸用転動体転走部（９ａ）と前記ねじ軸用負荷転動体転走部（１５ａ）の断面形状はゴシックアーチに形成され、前記転動体転走部（１１）と前記負荷転動体転走部（１９）によって構成される負荷転動体転走路が４条設けられ、上側２本の負荷転動体転走路の接触角線はリニアアクチュエータの中心から外側に向けて斜め上方を向くように傾斜され、下側２本の負荷転動体転走路の接触角線はリニアアクチュエータの中心から外側に向けて斜め下方を向くように傾斜され、前記上側の負荷転動体転走路と前記下側の負荷転動体転走路との間の距離は、前記上側の転動体戻し通路と前記下側の転動体戻し通路との間の距離よりも大きいことを特徴とするリニアアクチュエータにより、上述した課題を解決する。
【００１２】
この発明によれば、ガイド部及びねじ部に充填される転動体間に転動体の曲面に対応した凹部を有するスペーサをいれることで、金属製の転動体同士の金属接触が防止される。また、平面内で２次元的な運動をするガイド部に充填される複数のスペーサを帯状部材で一連に繋いだので、転動体が一定の軌道内を循環し、転動体とその周囲の循環通路との不要な接触がより防止される。一方、ねじ部においては、二次元的な方向転換に留まらず、三次元的な方向転換、更には進行方向周りの捻り運動が必要になるので、複数のスペーサを帯状部材で繋ぐことなく、分離させることで、転動体とその周囲の循環通路との不要な接触が防止される。転動体同士及び転動体とその周囲の循環通路との不要な接触が防止されるので、低発塵及び低騒音を実現できる。
【００１３】
さらに、転動体の曲面に対応する曲面状凹部を両端に有するスペーサを充填することで、例えばスペーサボールを使用する場合に比べ、転動体間の距離を短くすることができる。したがって、負荷できる軸線方向荷重も大きいリニアアクチュエータが得られる。
【００１４】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載のリニアアクチュエータにおいて、前記負荷転動体転走部（１９，Ａ）、前記転動体戻し通路（Ｂ）、前記方向転換路（Ｂ）で構成される転動体循環路には、前記帯状部材（３１，３１）を案内するための案内部（１６ａ，２６）が設けられることを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、帯状部材が転動体循環路に設けた案内部によって案内されるので、帯状部材がより一定の軌道内を循環し、帯状部材に連結される複数のスペーサ及び複数のスペーサ間に介在される転動体もより一定の軌道内を循環する。
【００１６】
さらに、請求項３の発明は、請求項１または２に記載のリニアアクチュエータにおいて、前記転動体戻し通路（Ｃ）を構成する戻し通路構成部材（１６）、前記方向転換路（Ｂ）の内周側を構成する方向転換路内周側構成部材（２５）、前記方向転換路（Ｂ）の外周側を構成する方向転換路外周側構成部材（１８）、及び前記保持部材（１７）が、前記移動部材（８）の本体とは別体に樹脂で成形されることを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、ガイド部において、金属接触するのが転動体と軌道部材の転動体転走部、及び転動体と移動部材の負荷転動体転走部に限られるので、より発塵及び騒音を抑えることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１ないし図４は、本発明の一実施形態におけるリニアクチュエータを示す。図１はリニアアクチュエータの要部の斜視図（一部断面を含む）を示し、図２は分解斜視図、図３は平面図、図４は側面図を示す。リニアアクチュエータは、断面略Ｕ字形の軌道部材としてのアウタレール７と、アウタレール内に設けられ、両側面にガイド部、中央にボールねじ部を一体構造にした移動部材としてのインナブロック８とを備える。インナブロック８に螺合させたねじ軸９を図示しない電動モータ等の駆動源で回転させると、インナブロック８がアウタレール７に沿って直線運動する。このようなリニアアクチュエータは、ガイド部とボールねじ部とが一体構造にされているので、最小のスペースで、高剛性、高精度のアクチュエータ機能を有する。
【００１９】
まず、リニアアクチュエータのガイド部について説明する。アウタレール７は断面略Ｕ字形状で、互いに抵抗する一対の内壁面７ａ，７ａを有する。内壁面７ａ，７ａには、凹溝１０，１０が全長にわたって形成されており、各凹溝１０の上下角部に、転動体転走部としての２条のボール転走溝１１，１１が形成されている。すなわち、ボール転走溝１１…は、アウタレール７の一対の内壁面７ａ，７ａの上下に２条ずつ合計４条設けられる。このボール転走溝１１…は、断面がボールの半径よりも若干大きい曲率を有する単一の円弧、所謂サーキュラーアーク溝からなる。図３及び図４に示すように、アウタレール７の長手方向の両端には、ねじ軸９を回転自在に支持するハウジング１３，１４が設けられる。ハウジング１３，１４とアウタレール７とはボルト等の結合手段によって結合される。ハウジング１３には、駆動源が取り付けられ、駆動源の出力軸とねじ軸との間には継手が介在される。
【００２０】
図１及び図２に示すように、アウタレール７の内壁面７ａ，７ａにはインナブロック８が挟まれる。インナブロック８は、ブロック本体１５と、ブロック本体１５に組み込まれる樹脂成形体（戻し通路構成部材１６…及び保持部材１７，１７）と、ブロック本体１５の両端面に装着されるエンドプレート１８，１８と、を備える。
【００２１】
ブロック本体１５の両側面には、アウタレール７のボール転走溝１１，１１に対向する上下２条の負荷転動体転走溝としての負荷ボール転走溝１９，１９が形成される。すなわち、負荷ボール転走溝１９…は、ブロック本体１５の両側面の上下に２条ずつ合計４条設けられる。この負荷ボール転走溝も、断面がボールの半径よりも若干大きい曲率を有する単一の円弧、所謂サーキュラーアーク溝からなる。アウタレール７のボール転走溝１１とインナブロック８の負荷ボール転走溝１９との間に、ボールを循環させるボール循環路（転動体循環路）の一部となる負荷ボール転走路が形成される。
【００２２】
図５は、リニアアクチュエータの断面図を示す。この図に基づいて、ボール列の接触角線について説明する。ここで、ボール列の接触角線とは、アウタレール７のボール転走溝１１とボールとの接点と、インナブロック８の負荷ボール転走溝１９とボールとの接点とを結んだ線を意味する。このリニアアクチュエータでは、４条の負荷ボール転走路が設けられているので、４本の接触角線が存在する。上側の２本の接触角線▲１▼は、アクチュエータの中心から外側に向けて斜め上方を向くように例えば４５度水平方向から傾斜され、下側の２本の接触角線▲２▼は、アクチュエータの中心から外側に向けて斜め下方を向くように例えば４５度水平方向から傾斜されている。これにより、ラジアル方向（下方向）、逆ラジアル方向（上方向）、横方向（左右いずれの方向も含む）の４方向の荷重を負荷できるのリニアアクチュエータが得られる。
【００２３】
図１及び図２に示すように、ブロック本体の左右には、上下２条の負荷ボール転走溝１９，１９から所定間隔を隔てて平行に延びる２条の貫通孔２１，２１が形成される。この貫通孔２１…には、ボール戻し通路を構成する樹脂製の戻し通路構成部材１６…が挿入される。この戻し通路構成部材１６…には、その軸線方向に延び、後述するリテーナの帯状部材を案内するための案内溝１６ａ（案内部）が形成される（図５参照）。
【００２４】
インナブロック８には、負荷ボール転走路とボール戻し通路とを接続して、ボールを循環させるＵ字パイプ状の方向転換路が設けられる。これら負荷ボール転走路、方向転換路、及びボール戻し通路によってサーキット状のボール循環路が構成される。このボール循環路はインナブロックの左右に２条ずつ合計４条形成される。各ボール循環路は一平面内に形成され、ボールがボール循環路内を２次元的に循環する。そして、このボール循環路には、全周に渡りリテーナの帯状部材を案内するための案内部が設けられている。
【００２５】
方向転換路の外周側は、方向転換路外周側構成部材としてのエンドプレート１８に形成され、方向転換路の内周側は、方向転換路内周側構成部材としての保持部材１７に形成される。これらのエンドプレート１８及び保持部材１７を組み合わせることによって、方向転換路における、リテーナの帯状部材を案内するための案内溝（案内部）が形成される。
【００２６】
図６ないし図８は保持部材を示す。保持部材１７は、負荷ボール転走溝１９の両側縁に沿って延び、アウタレール７からインナブロック８を外した際にアウタレールからリテーナに保持されたボールが脱落するのを防止する保持部２４と、保持部２４の長手方向の両端に設けられ、方向転換路の内周側を構成する方向転換路内周側構成部２５…と一体に備える。この保持部材１７をブロック本体１５に取り付けると、ブロック本体１５の外側面と協働してリテーナの帯状部材を案内するための案内部２６…（案内溝）が形成される。
【００２７】
保持部２４は、下側のボール循環路に充填されるリテーナの下側を保持するための第１保持部２４ｃと、下側のボール循環路に充填されるリテーナの上側を保持すると共に上側のボール循環路に充填されるリテーナの下側を保持するための第２保持部２４ｂと、上側のボール循環路に充填されるリテーナの上側を保持するための第３保持部２４ａとからなる。各方向転換路内周側構成部２５は、半円の略円弧状に形成される。
【００２８】
これら保持部材１７，１７、戻し通路構成部材１６…及びエンドプレート１８，１８それぞれは、ブロック本体１５とは別体に樹脂で成形され、ブロック本体１５に組み込まれる。
【００２９】
図２に示すように、各ボール循環路には、リテーナ２７に回転・摺動自在に保持された複数のボール２８…が充填される。リテーナ２７は、ボール間に介在される複数のスペーサ３０…と、このスペーサ３０…の両側縁を一連に連結する帯状部材３１，３１とを備える（図１０参照）。スペーサ３０…は円筒状に形成され、その円筒の外径はボール２８…の直径よりも小さく設定される。各スペーサ３０の軸線方向の両端には、ボール２８に対応して該ボール２８の半径と略等しい曲率半径の曲面状凹部としての球面凹部３０ａ，３０ａが形成されている。スペーサ３０…をボール２８…の間に配置すると、スペーサ３０…の軸線はボール２８…の中心を結ぶ線上に位置する。スペーサ３０…は、ボール２８…同士の距離が必要最小限になるように、軸線方向の長さが薄く設定される。
【００３０】
帯状部材３１，３１は、厚みが一定であり、スペーサ３０の側面の両側に接続されている。この帯状部材３１，３１は、方向転換路にも柔軟に対応できるように可撓性を有する。帯状部材３１，３１とボール２８との干渉位置には、ボール２８の半径と略等しい曲率半径を有する切り込みが形成されている。帯状部材３１，３１はボール２８…の両側縁よりも突出していて、この突出部分がボール循環路に設けられた案内部に案内される。また、帯状部材３１，３１の長手方向の両端の角には丸み３１ａ…がつけられている。スペーサ３０…及び帯状部材３１，３１は合成樹脂等を素材とし、射出成形等によって一体に形成される。
【００３１】
次に、リニアアクチュエータのねじ部について説明する。図１に示すように、インナブロック８の中央部にはねじ軸９が貫通している。ねじ軸９の外周面には、螺旋状のねじ軸用転動体転走部としてのねじ軸用ボール転走溝９ａが形成される。このねじ軸用ボール転走溝９ａの断面形状は、ねじ軸用のボール３３の半径よりも若干曲率半径の大きい２つの円弧からなるゴシックアーチに形成される。一方、ブロック本体１５の貫通孔にもねじ軸用ボール転走溝９ａに対応するねじ軸用負荷転動体転走部としてのねじ軸用負荷ボール転走溝１５ａが形成される。このねじ軸用負荷ボール転走溝１５ａの断面形状もボール３３の半径よりも若干大きい曲率半径の２つの円弧からなるゴシックアーチに形成される。ねじ軸９のねじ軸用ボール転走溝９ａとブロック本体１５の負荷ボール転走溝１５ａとの間でボール循環路の負荷転走路が構成される。
【００３２】
ねじ軸９のねじ軸用ボール転走溝９ａとボール３３とは２点で接触し、ブロック本体１５のねじ軸用負荷ボール転走溝１５ａとボール３３とも２点で接触する。すなわち、ボール３３は合計４点でねじ軸９のねじ軸用ボール転走溝９ａ及びブロック本体１５のねじ軸用負荷ボール転走溝１５ａに接触する。与圧を与える方式としては、ねじ軸９とブロック本体１５との間の隙間よりも若干径の大きいオーバーサイズのボールが充填される所謂オーバーサイズ方式が採用される。
【００３３】
インナブロック８には、ねじ軸用ボール転走溝９ａとねじ軸用負荷ボール転走溝１５ａとの間を転がるボールを循環させるためのリターンパイプ３４が設けられる。このリターンパイプ３４によって、負荷転走路の一端と他端とを連通するねじ軸用ボール戻し通路（ねじ軸用転動体戻し通路）が形成される。
【００３４】
リターンパイプ３４は、円形断面をなし、両端部が本体部分に対して約９０°折り曲げられ、略門型形状に形成されている。両脚部は平行ではなく、各々の指向方向はリード角に応じて捻れている。リターンパイプ３４の両端部には、負荷転走路を転がるボールを掬い上げるための切り口が形成されている。リターンパイプ３４の両側部は上記負荷転走路内に数ピッチの間隔を空けて、嵌入される。また、このリターンパイプ３４はインナブロック８の下面、すなわちアウタレール７の上面に対向する側に設けられ、パイプ押えによってインナブロック８に固定される。リターンパイプ３４をインナブロック８の下面側に設けることで、インナブロック８の上面側が自由に使え、テーブル等の組み付けが容易になる。
【００３５】
負荷転走路には、ねじ軸用の複数のボール３３…が充填される。複数のボール３３…間には、互いに分離される複数のスペーサ３５…が介在される。スペーサは円筒状に形成され、その円筒の外径はボール３３…の直径よりも小さく設定され、その軸線方向の長さはビール３３…の直径よりも小さく設定される。スペーサ３５の軸線方向の両端には、ボール３３に対応して該ボール３３の半径と略等しい曲率半径の曲面状凹部としての球面凹部が形成されている。スペーサ３５…をボール３３…の間に配置すると、スペーサ３５…の軸線はボール３３…の中心を結ぶ線上に位置する。スペーサ３５…は、ボール３３…同士の距離が必要最小限になるように、その軸線方向の長さが薄く設定される。
【００３６】
ねじ軸９を回転させると、負荷転走路内を荷重を受けながら周方向に転がるボール３３…は、リターンパイプ３４の両端部の先端で掬い上げられる。掬い上げられたボール３３…は、リターンパイプ３６内を通過し、数ピッチ間隔を隔てた両端部の先端から、再び負荷転走路に戻される。ねじ軸９の回転方向を反転すると、ボール３３…はこの逆の経路を辿って循環する。
【００３７】
図９は、ねじ部のボール循環路内に収納されているボール３３…及びスペーサ３５…を示す。図１０は、ガイド部のボール循環路に収納されているボール２８…及びリテーナ２７を示す。ガイド部及びねじ部において、充填されるボール３３…，２８…間にボール３３…，２８…の曲面に対応した凹部を有するスペーサ３５…，３０…をいれることで、金属製のボール同士の金属接触が防止され、低発塵及び低騒音を実現できる。
【００３８】
図１０に示すように、ガイド部のボール循環路ではボール２８…は平面内で２次元的な運動をする。すなわち、直線状の負荷転走路Ａ⇒Ｕ字状の方向転換路Ｂ⇒直線状の戻し通路Ｃ⇒Ｕ字状の方向転換路Ｂにおいて循環する。方向転換路Ｂにおいて、リテーナ２７の帯状部材３１が自在に屈曲する。ガイド部に充填される複数のスペーサ３０…を帯状部材で一連に繋いだので、ボール２８…が一定の軌道内を循環し、ボール２８…とその周囲の循環通路との不要な接触が防止される。また、帯状部材３１がボール循環路に設けた案内部によって案内されるので、帯状部材３１がより一定の軌道内を循環し、帯状部材３１に連結される複数のスペーサ３０…及び複数のスペーサ３０…間に介在されるボール２８…もより一定の軌道内を循環する。
【００３９】
特に、戻し通路構成部材１６…、保持部材１７…及びエンドプレート１８，１８を金属製のブロック本体とは別体の樹脂で成形することにより、ガイド部において、金属接触するのが負荷転走路に限られる。このため、より発塵を抑えることができる。
【００４０】
一方、図９に示すように、ねじ部の負荷転走路Ｄは螺旋状に形成され、しかも、ボール戻し通路Ｅ（リターンパイプ）は、上述のように、ボール３３…の進行方向周りの捻れを有する。つまり、ねじ部においては、ボール３３…及びスペーサ３５…は三次元的に方向転換し、複雑な態様で運動する。複数のスペーサ３５…を帯状部材で繋ぐことなく、分離させることで、ボール３３…とその周囲の循環通路との不要な接触が防止される。また、ねじ部において、従来のようなスペーサボールの代わりに、ボール３３…の曲面に対応する曲面状凹部を両端に有するスペーサ３５…を充填することで、スペーサボールを使用する場合に比べボール間の距離を短くすることができる。このため、負荷を受けられるボール３３…の数が少なくなることもない。
【００４１】
上述したリニアアクチュエータの組立方法について図２を参照して説明する。まず、ブロック本体１５にねじ軸９を挿入し、ねじ軸９とブロック本体１５との間にボール３３…及びスペーサ３５…を交互に充填する。リターンパイプ３４にもボール３３…及びスペーサ３５…を充填し、リターンパイプ３４をブロック本体１５に取り付ける。これにより、ブロック本体１５とねじ軸９との組み付けが完了する。
【００４２】
次に、ブロック本体１５の貫通孔２１…に戻し通路構成部材１６…を挿入し、ブロック本体１５の両側面に保持部材１７，１７を組み付ける。そして、ブロック本体１５の一端面にエンドプレート１８を取り付ける。次に、リテーナ２７によって整列・保持されたボール２８…をエンドプレート１８の装着側とは反対側からガイド部のボール循環路に挿入する。そして、残りのエンドプレート１８をブロック本体１５の他端面に組み付ける。最後に、インナブロック８をアウタレール７内に挿し込み、ねじ軸の両端を支持するハウジング１３，１４をアウタレール７の両端に固定する。
【００４３】
なお、転動体としてはボールのみならず、円筒状のローラを使用することができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ガイド部の転動体間には、転動体の曲面に対応する曲面状凹部を両端に有する複数のスペーサが設けられ、該複数のスペーサは可撓性を有する帯状部材一連に連結される。一方、ねじ部のねじ軸用転動体間には、転動体の曲面に対応する曲面状凹部を両端に有し、互いに分離される複数のスペーサが設けられる。ガイド部及びねじ部に充填される転動体間に転動体の曲面に対応した凹部を有するスペーサをいれることで、金属製の転動体同士の金属接触が防止される。また、平面内で２次元的な運動をするガイド部に充填される複数のスペーサを帯状部材で一連に繋いだので、転動体が一定の軌道内を循環し、転動体とその周囲の循環通路との不要な接触がより防止される。ねじ部においては、二次元的な方向転換に留まらず、三次元的な方向転換、更には進行方向周りの捻り運動が必要になるので、複数のスペーサを帯状部材で繋ぐことなく、分離させることで、転動体とその周囲の循環通路との不要な接触が防止される。転動体同士及び転動体とその周囲の循環通路との不要な接触が防止されるので、低発塵及び低騒音を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるリニアアクチュエータの要部を示す斜視図（一部断面図を含む）。
【図２】上記リニアアクチュエータの分解斜視図。
【図３】上記リニアアクチュエータの平面図。
【図４】上記リニアアクチュエータの側面図（一部断面を示す）。
【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図。
【図６】保持部材の平面図。
【図７】保持部材の側面図。
【図８】図７のVIII−VIII線断面図。
【図９】ねじ部のボール循環路に収納されるボール及びスペーサを示す斜視図。
【図１０】ガイド部のボール循環路に収納されるボール及びリテーナを示す概略図。
【図１１】従来のリニアアクチュエータを示す斜視図。
【符号の説明】
７…アウタレール（軌道部材）
８…インナブロック（移動部材）
９…ねじ軸
９ａ…ねじ軸用ボール転走溝（ねじ軸用転動体転走部）
１１…ボール転走溝（転動体転走部）
７ａ，７ａ…内壁面
１５ａ…ねじ軸用負荷ボール転走溝（ねじ軸用負荷転動体転走部）
１６ａ…案内溝（案内部）
１６…戻し通路構成部材
１７…保持部材
１８…エンドプレート
１９…負荷ボール転走溝（負荷転動体転走部）
２４…保持部
２５…方向転換路内周側構成部
２６…案内部
２７…リテーナ
２８…ガイド部のボール（転動体）
３０…ガイド部のスペーサ
３０ａ…球面凹部（曲面状凹部）
３１…ガイド部の帯状部材
３３…ねじ部のボール（ねじ軸用転動体）
３５…ねじ部のスペーサ
Ａ…ガイド部の負荷転走路
Ｂ…ガイド部の方向転換路
Ｃ…ガイド部のボール戻し通路（転動体戻し通路）
Ｄ…ねじ部の負荷転走路
Ｅ…ねじ部のボール戻し通路
【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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【図１０】
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【図１１】
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