(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
転動体転走部が形成された軌道軸と、
前記軌道軸に相対的に移動可能に組み付けられ、前記転動体転走部に対向する負荷転動体転走部を含む転動体循環路を有する移動部材と、
前記移動部材の前記転動体循環路に配列される複数の転動体と、
前記移動部材の外周面に軸方向端部から軸方向に沿って所定位置まで形成された、相手部品固定用ピンを案内するための案内溝と、
を備え、
前記移動部材は、前記負荷転動体転走部を有すると共に、前記転動体循環路の一部を構成する無負荷戻し通路を有する移動部材本体と、前記移動部材本体の移動方向の両端に設けられ、前記負荷転動体転走部と前記無負荷戻し通路とを接続する方向転換路を有する一対の蓋部材とを有し、前記案内溝が少なくとも一つの蓋部材から前記移動部材本体に亘って形成され、前記蓋部材の案内溝は前記移動部材本体側の端部から前記移動部材の端部に向かって幅広になっている運動装置。
【請求項２】
前記案内溝に、前記案内溝より深く掘り下げて、前記相手部品固定用ピンを嵌合させるための位置決め穴が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の運動装置。
【請求項３】
前記位置決め穴が前記案内溝の最奥端部に形成されていることを特徴とする、請求項２に記載の運動装置。
【請求項４】
前記位置決め穴の径が前記案内溝の軌道軸直交方向の幅よりわずかに小さいことを特徴とする、請求項２または３に記載の運動装置。
【請求項５】
転動体転走部が形成された軌道軸、前記軌道軸に相対的に移動可能に組み付けられ、前記転動体転走部に対向する負荷転動体転走部を含む転動体循環路を有する移動部材、前記移動部材の前記転動体循環路に配列される複数の転動体、並びに前記移動部材の外周面に軸方向端部から軸方向に沿って所定位置まで形成された案内溝を有する運動装置と、
前記運動装置の前記移動部材が挿入される移動部材挿入部と、前記移動部材挿入部の内周面に繋がるピン貫通孔を有する相手部品と、
前記ピン貫通孔に挿入されるとともに、前記移動部材の前記案内溝に係合して前記相手部品と前記移動部材とを固定する相手部品固定用ピンと、
を備え、
前記運動装置の前記移動部材は、前記負荷転動体転走部を有すると共に、前記転動体循環路の一部を構成する無負荷戻し通路を有する移動部材本体と、前記移動部材本体の移動方向の両端に設けられ、前記負荷転動体転走部と前記無負荷戻し通路とを接続する方向転換路を有する一対の蓋部材とを有し、前記案内溝が少なくとも一つの蓋部材から前記移動部材本体に亘って形成され、前記蓋部材の案内溝は前記移動部材本体側の端部から前記移動部材の端部に向かって幅広になっている相手部品への運動装置の固定構造。
【請求項６】
前記案内溝の軌道軸直交方向の幅が前記相手部品固定用ピンの径よりわずかに大きいことを特徴とする、請求項５に記載の相手部品への運動装置の固定構造。
【請求項７】
前記案内溝に、前記案内溝より深く掘り下げて、前記相手部品固定用ピンを嵌合させるための位置決め穴が形成されていることを特徴とする、請求項５または６に記載の相手部品への運動装置の固定構造。
【請求項８】
前記位置決め穴が前記案内溝の最奥端部に形成されていることを特徴とする、請求項７に記載の相手部品への運動装置の固定構造。
【請求項９】
前記相手部品への運動装置の固定構造が、前記相手部品に対する前記移動部材の軸方向の移動を止めるための止め輪をさらに備えていることを特徴とする、請求項５に記載の相手部品への運動装置の固定構造。
【請求項１０】
転動体転走部が形成された軌道軸と、前記軌道軸に相対的に移動可能に組み付けられ、前記転動体転走部に対向する負荷転動体転走部を含む転動体循環路を有する移動部材と、前記移動部材の前記転動体循環路に配列される複数の転動体と、前記移動部材の外周面に軸方向端部から軸方向に沿って所定位置まで形成された、相手部品固定用ピンを案内するための案内溝とを備える運動装置を相手部品へ取り付けるための相手部品への運動装置の固定方法において、
前記移動部材は、前記負荷転動体転走部を有すると共に、前記転動体循環路の一部を構成する無負荷戻し通路を有する移動部材本体と、前記移動部材本体の移動方向の両端に設けられ、前記負荷転動体転走部と前記無負荷戻し通路とを接続する方向転換路を有する一対の蓋部材とを有し、前記案内溝が少なくとも一つの蓋部材から前記移動部材本体に亘って形成され、前記蓋部材の案内溝は前記移動部材本体側の端部から前記移動部材の端部に向かって幅広になっており、
前記相手部品は前記運動装置の前記移動部材が挿入される移動部材挿入部と、前記移動部材挿入部の内周面に繋がるピン貫通孔を有しており、
前記相手部品と前記移動部材とを固定する相手部品固定用ピンを前記ピン貫通孔に挿入して、前記相手部品の移動部材挿入部の内周面での前記相手部品固定用ピンの突出部の長さが前記案内溝の深さ以下となるように前記相手部品固定用ピンを突き出させるピン挿入工程と、
前記相手部品固定用ピンの突出部が前記移動部材の軸方向端部から前記案内溝に沿って案内されるように前記移動部材挿入部に前記移動部材を挿入する移動部材挿入工程と、を備える相手部品への運動装置の固定方法。
【請求項１１】
前記案内溝に、前記案内溝より深く掘り下げて、前記相手部品固定用ピンを嵌合させるための位置決め穴が形成されており、
前記移動部材挿入工程において、前記相手部品固定用ピンを前記位置決め穴まで案内した後、前記相手部品固定用ピンを前記位置決め穴に押し込むことを特徴とする、請求項１０に記載の相手部品への運動装置の固定方法。
【請求項１２】
前記移動部材挿入工程の後に、止め輪を使用して、前記相手部品に対する前記移動部材の軸方向の移動を止める移動部材固定工程をさらに備えることを特徴とする、請求項１０に記載の相手部品への運動装置の固定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体が直線運動するのを案内するスプラインやねじ軸を回転させてナットを相対的に直線運動させるねじ装置などの運動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スプラインは、略円柱状の軌道軸と、移動部材として円筒状の外筒を組み付けてなり、移動体が直線運動するのを案内する運動案内装置として用いられる。一般に外筒が移動体に取り付けられ、軌道軸が固定側に取り付けられる。軌道軸に対して外筒が相対的に円滑に移動できるように、軌道軸と外筒との間には転がり運動可能に複数のボール、ローラなどの転動体が介在される。スプラインは、転動体がトルクを負荷することができるので、移動体の直線運動を案内するだけでなく、移動体にトルクを伝動する装置として用いられる。
【０００３】
ねじ装置として、ねじ軸の外周面の螺旋状のボール転走溝と、移動部材としてのナットの内周面の螺旋状の負荷ボール転走溝との位置を合わせ、これらの間に転がり運動可能に多数のボールを介在させたボールねじが知られている。このボールねじは、ボールが循環できるように、ナットにボール循環路の一部を構成する無負荷戻し通路が形成される。ナットに対してねじ軸を回転させたときの摩擦係数は、ボールの転がり運動によって低減される。ボールねじは、工作機械の送り機構、位置決め機構、自動車のステアリングなどの様々な分野で多用されている。
【０００４】
ところで、スプラインやねじ装置などの運動装置を相手部品に固定する方法として、移動部材と相手部品の間にトルクを伝達するキーを用いてこれらを締結するキー固定方法が知られている（特許文献１参照）。このキー固定方法においては、キーを挿入するためのキー溝を移動部材に形成する。キーは規格化されていて、それに対応するキー溝を移動部材に形成しなければならないことから、キー締結方法はある程度の大きさのある運動装置に対して有効的に使用される。
【０００５】
また、一方で、小型の運動装置を相手部品に固定する方法として、ピンを用いてこれらを締結するピン固定方法も知られている。小型の運動装置では、装置自体にかかるトルクも小さくなるので、ピンを用いた締結によりトルクを伝達することができる。このピン固定方法において、運動装置の移動部材にピンを挿入するためのピン穴を設ける。相手部品にもあらかじめ、移動部材のピン穴に対応する位置にピン貫通孔が設けられている。相手部品に移動部材を挿入し、移動部材のピン穴と相手部品のピン貫通孔の位相を合わせて、これらにピンを打ち込む。
【特許文献１】特開平７−３５１３７号公報（図１参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、運動装置が取り付けられる相手部品の小型化に伴い、運動装置も小型化が要求されている。当然、運動装置が小型化すると、移動部材の肉厚も薄くなってくる。
【０００７】
このような小型の運動装置を相手部品に固定する場合、上述のキー固定方法においては、規格化されているキーに合わせてキー溝を運動装置の移動部材に形成しなくてはならない。移動部材の肉厚が薄くなった運動装置では、キー溝形成のためのスペースを十分に確保することができず、キー溝の形成は困難である。
【０００８】
また、上述のピン固定方法により運動装置を相手部品に取り付ける場合、ピン穴を設けるスペースには問題がない。しかしながら、ピンの直径も例えば１ｍｍ程度に小さくなることもあるため、移動部材のピン穴と相手部品のピン貫通孔の位相を合わるのは困難である。実際にピンを挿入する際には、まず光を通すなどして、移動部材のピン穴と相手部品のピン貫通孔の位相合わせを行わなければない。勿論、目視によりピン穴とピン貫通孔の位相を合わせたとしても、ピンを打ち込む際にずれてしまっていたりすることもあり、その作業は困難を伴う。
【０００９】
そこで本発明は、小型化しても、相手部品への固定が容易なスプラインやねじ装置などの運動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】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、転動体転走部が形成された軌道軸と、前記軌道軸に相対的に移動可能に組み付けられ、前記転動体転走部に対向する負荷転動体転走部を含む転動体循環路を有する移動部材と、前記移動部材の前記転動体循環路に配列される複数の転動体と、前記移動部材の外周面に軸方向端部から軸方向に沿って所定位置まで形成された、相手部品固定用ピンを案内するための案内溝と、を備え、前記移動部材は、前記負荷転動体転走部を有すると共に、前記転動体循環路の一部を構成する無負荷戻し通路を有する移動部材本体と、前記移動部材本体の移動方向の両端に設けられ、前記負荷転動体転走部と前記無負荷戻し通路とを接続する方向転換路を有する一対の蓋部材とを有し、前記案内溝が少なくとも一つの蓋部材から前記移動部材本体に亘って形成され、前記蓋部材の案内溝は前記移動部材本体側の端部から前記移動部材の端部に向かって幅広になっている運動装置である。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の運動装置において、前記案内溝に、前記案内溝より深く掘り下げて、前記相手部品固定用ピンを嵌合させるための位置決め穴が形成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の運動装置において、前記位置決め穴が前記案内溝の最奥端部に形成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の運動装置において、前記位置決め穴の径が前記案内溝の軌道軸直交方向の幅よりわずかに小さいことを特徴とする。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、転動体転走部が形成された軌道軸、前記軌道軸に相対的に移動可能に組み付けられ、前記転動体転走部に対向する負荷転動体転走部を含む転動体循環路を有する移動部材、前記移動部材の前記転動体循環路に配列される複数の転動体、並びに前記移動部材の外周面に軸方向端部から軸方向に沿って所定位置まで形成された案内溝を有する運動装置と、前記運動装置の前記移動部材が挿入される移動部材挿入部と、前記移動部材挿入部の内周面に繋がるピン貫通孔を有する相手部品と、前記ピン貫通孔に挿入されるとともに、前記移動部材の前記案内溝に係合して前記相手部品と前記移動部材とを固定する相手部品固定用ピンと、を備え、前記運動装置の前記移動部材は、前記負荷転動体転走部を有すると共に、前記転動体循環路の一部を構成する無負荷戻し通路を有する移動部材本体と、前記移動部材本体の移動方向の両端に設けられ、前記負荷転動体転走部と前記無負荷戻し通路とを接続する方向転換路を有する一対の蓋部材とを有し、前記案内溝が少なくとも一つの蓋部材から前記移動部材本体に亘って形成され、前記蓋部材の案内溝は前記移動部材本体側の端部から前記移動部材の端部に向かって幅広になっている相手部品への運動装置の固定構造である。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の相手部品への運動装置の固定構造において、前記案内溝の軌道軸直交方向の幅が前記相手部品固定用ピンの径よりわずかに大きいことを特徴とする。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、請求項５または６に記載の相手部品への運動装置の固定構造において、前記案内溝に、前記案内溝より深く掘り下げて、前記相手部品固定用ピンを嵌合させるための位置決め穴が形成されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の相手部品への運動装置の固定構造において、前記位置決め穴が前記案内溝の最奥端部に形成されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項９に記載の発明は、請求項５に記載の相手部品への運動装置の固定構造において、前記相手部品への運動装置の固定構造が、前記相手部品に対する前記移動部材の軸方向の移動を止めるための止め輪をさらに備えていることを特徴とする。
【００２１】
請求項１０に記載の発明は、転動体転走部が形成された軌道軸と、前記軌道軸に相対的に移動可能に組み付けられ、前記転動体転走部に対向する負荷転動体転走部を含む転動体循環路を有する移動部材と、前記移動部材の前記転動体循環路に配列される複数の転動体と、前記移動部材の外周面に軸方向端部から軸方向に沿って所定位置まで形成された、相手部品固定用ピンを案内するための案内溝とを備える運動装置を相手部品へ取り付けるための相手部品への運動装置の固定方法において、前記移動部材は、前記負荷転動体転走部を有すると共に、前記転動体循環路の一部を構成する無負荷戻し通路を有する移動部材本体と、前記移動部材本体の移動方向の両端に設けられ、前記負荷転動体転走部と前記無負荷戻し通路とを接続する方向転換路を有する一対の蓋部材とを有し、前記案内溝が少なくとも一つの蓋部材から前記移動部材本体に亘って形成され、前記蓋部材の案内溝は前記移動部材本体側の端部から前記移動部材の端部に向かって幅広になっており、前記相手部品は前記運動装置の前記移動部材が挿入される移動部材挿入部と、前記移動部材挿入部の内周面に繋がるピン貫通孔を有しており、前記相手部品と前記移動部材とを固定する相手部品固定用ピンを前記ピン貫通孔に挿入して、前記相手部品の移動部材挿入部の内周面での前記相手部品固定用ピンの突出部の長さが前記案内溝の深さ以下となるように前記相手部品固定用ピンを突き出させるピン挿入工程と、前記相手部品固定用ピンの突出部が前記移動部材の軸方向端部から前記案内溝に沿って案内されるように前記移動部材挿入部に前記移動部材を挿入する移動部材挿入工程と、を備える相手部品への運動装置の固定方法である。
【００２２】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の相手部品への運動装置の固定方法において、前記案内溝に、前記案内溝より深く掘り下げて、前記相手部品固定用ピンを嵌合させるための位置決め穴が形成されており、前記移動部材挿入工程において、前記相手部品固定用ピンを前記位置決め穴まで案内した後、前記相手部品固定用ピンを前記位置決め穴に押し込むことを特徴とする。
【００２３】
請求項１２に記載の発明は、請求項１０に記載の相手部品への運動装置の固定方法において、前記移動部材挿入工程の後に、止め輪を使用して、前記相手部品に対する前記移動部材の軸方向の移動を止める移動部材固定工程をさらに備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１に記載の発明によれば、運動装置の移動部材の肉厚が薄くても回転止めを設けることができる。また、移動部材に相手部品固定用ピンを案内するための案内溝を形成するので、移動部材を相手部品に固定する作業が容易になる。さらに、案内溝の入り口がラッパ状に形成されるので、相手部品固定用ピンを案内溝に差し込むのが容易になる。
【００２５】
請求項２に記載の発明によれば、案内溝に沿って相手部品固定用ピンを位置決め穴まで案内することができる。相手部品固定用ピンが位置決め穴まで案内されたら、相手部品固定用ピンを位置決め穴に押し込むことで、移動部材を相手部品に固定することができる。
【００２６】
請求項３に記載の発明によれば、相手部品固定用ピンが案内溝の最奥端部に突き当たったときに相手部品固定用ピンを押し込めば、相手部品固定用ピンを位置決め穴に押し込むことができる。
【００２７】
請求項４に記載の発明によれば、相手部品固定用ピンが案内溝に沿って移動することができる。
【００２９】
請求項５に記載の発明によれば、運動装置の移動部材の肉厚が薄くても回転止めを設けることができる。また、移動部材に相手部品固定用ピンを案内するための案内溝を形成するので、移動部材を相手部品に固定する作業が容易になる。さらに、案内溝の入り口がラッパ状に形成されるので、相手部品固定用ピンを案内溝に差し込むのが容易になる。
【００３０】
請求項６に記載の発明によれば、相手部品固定用ピンが案内溝に沿って移動することができる。
【００３１】
請求項７に記載の発明によれば、案内溝に沿って相手部品固定用ピンを位置決め穴まで案内することができる。相手部品固定用ピンが位置決め穴まで案内されたら、相手部品固定用ピンを位置決め穴に押し込むことで、移動部材を相手部品に固定することができる。
【００３２】
請求項８に記載の発明によれば、相手部品固定用ピンが案内溝の最奥端部に突き当たったときに相手部品固定用ピンを押し込めば、相手部品固定用ピンを位置決め穴に押し込むことができる。
【００３３】
請求項９に記載の発明によれば、相手部品固定用ピンが移動部材の回り止めをし、止め輪が移動部材の軸方向の移動を止めるので、移動部材を相手部品に固定することができる。
【００３５】
請求項１０に記載の発明によれば、相手部品固定用ピンが移動部材の案内溝に沿って案内されるので、移動部材を相手部品に固定するのが容易になる。さらに、案内溝の入り口がラッパ状に形成されるので、相手部品固定用ピンを案内溝に差し込むのが容易になる。
【００３６】
請求項１１に記載の発明によれば、案内溝に沿って相手部品固定用ピンを位置決め穴まで案内することができる。相手部品固定用ピンが位置決め穴まで案内されたら、相手部品固定用ピンを位置決め穴に押し込むことで、移動体を相手部品に固定することができる。
【００３７】
請求項１２に記載の発明によれば、相手部品固定用ピンが移動部材の回り止めをし、止め輪が移動部材の軸方向の移動を止めるので、移動部材を相手部品に固定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
図１及び図２は、運動装置の一種であるスプラインに本発明を適用した実施形態を示す。このスプラインは、軌道軸として、断面がほぼ円形状に形成されたスプライン軸１と、移動部材として、スプライン軸に対して相対的に直線運動可能に組み付けられた外筒２と、を備える。外筒２はスプライン軸１を囲む円筒形状に形成される。外筒２とスプライン軸１との間には、転がり運動可能に複数のボール３が介在される。スプライン軸１に対する外筒２の直線運動は相対的なものであって、スプライン軸１又は外筒２のいずれか一方が可動側（移動体）に、残りが固定側に取り付けられる。
【００３９】
スプライン軸１は中実丸棒又は中空丸棒からなる。スプライン軸１には、転動体が転がり運動する転動体転走部として、軸線方向に伸びるボール転走溝１ａが形成される。この実施形態においては、スプライン軸１の外周面には軸方向に伸びる４条のボール転走溝１ａが形成される。各ボール転走溝１ａの断面形状は、曲率半径が一定のサーキュラアーク溝形状に形成される。
【００４０】
スプライン軸１の材質には、好ましくは軸受け鋼、炭素工具鋼等の焼入れに適した材質が用いられる。ボール転走溝１ａの表面を直接ボール３（図５参照）が転動するので、ボール転走溝１ａの表面には焼入れ等の熱処理が施されるのが望ましい。
【００４１】
外筒２はスプライン軸１に対して直線運動できるが、スプライン軸１のトルクを外筒２に伝動できるように、外筒２はスプライン軸１の周囲を回転運動できない。スプライン軸１のボール転走溝１ａは、外筒２がスプライン軸１の周囲を矢線Ａ方向に回転する場合に荷重を負荷するボール転走溝１ａ−１と、矢線Ｂ方向に回転する場合に荷重を負荷するボール転走溝１ａ−２と、から構成される。互いに隣接するボール転走溝１ａ−１とボール転走溝１ａ−２が一つのグループとなって、相反するＡ方向及びＢ方向の荷重を負荷できるようになっている。図１に示されるスプラインにおいては、２グループで合計４条のボール転走溝１ａがスプライン軸１の外周面に形成されている。グループの数は、伝動するトルクの大きさに応じて様々に設定される。
【００４２】
外筒２は中空の筒形状である。外筒２は、移動部材本体としての中央の外筒本体９と、外筒本体９の軸線方向の両端部に設けられる一対の蓋部材としてのエンドキャップ８と、から構成される。
【００４３】
外筒２の外周面には軸線方向の端部から外筒本体９の所定の位置まで、相手部品固定用ピンを案内するための案内溝１２が形成される。この案内溝１２に、外筒２を相手部品に固定するための相手部品固定用ピン２０が案内される。案内溝１２及び相手部品固定用ピン２０については後述する。
【００４４】
図３は、外筒本体９を示す。外筒本体９の外周面は円筒形状である。外筒本体９の内周面は、ほぼ円筒形状に形成されると共に、軸線方向に伸びる負荷転動体転走部としての負荷ボール転走溝９ａを有する。負荷ボール転走溝９ａは、その断面がスプライン軸１のボール転走溝１ａと同様にサーキュラアーク溝形状に形成され、対向するスプライン軸１のボール転走溝１ａとで負荷ボール転走路を形成する。また、外筒本体９の内周面には、負荷ボール転走溝９ａと平行に伸びる無負荷戻し通路９ｂが形成される。一つの負荷ボール転走溝９ａと、一つの無負荷戻し通路９ｂとが、一組のボール循環路を構成する。負荷ボール転走溝９ａはボール３が転動する際の軌道になるので、所定の硬度を有すると共に表面粗さも低減しているのが望ましい。
【００４５】
外筒２の材質には、好ましくは軸受け鋼、炭素工具鋼等の焼入れに適した材質が用いられる。外筒２は完全な円筒形でなくても、軸線方向に切断された所謂開放形であってもよい。
【００４６】
図４は、外筒本体９の軸線方向の端部に取付けられるエンドキャップ８の斜視図を示す。エンドキャップ８には、外筒本体９の負荷ボール転走溝９ａと無負荷戻し通路９ｂとを接続するＵ字状の方向転換路８ａが形成される。エンドキャップ８の内周面には、スプライン軸１のボール転走溝１ａと僅かなすきまを介して対向するシール突部８ｂが形成される。また、エンドキャップ８には、外筒本体９に対するエンドキャップ８の位置を決める位置決め用スタッド８ｃが突設されている。スタッド８ｃを外筒本体９の基準溝９ｄに嵌合させることによって、エンドキャップ８が外筒本体９に対して正確に位置決めされる。さらに、エンドキャップ８には、エンドキャップ８を外筒本体９に取り付けるための通し穴８ｄが開けられる。通し穴８ｄにねじやボルトを通し、外筒本体９のねじ穴９ｅにねじ込むことで、エンドキャップ８が外筒本体９に取り付けられる。エンドキャップ８は複雑な形状をしていることから、合成樹脂の射出成型、又は金属の射出成型によって製造される。
【００４７】
図５は、スプライン軸１のボール転走溝１ａと外筒本体９の負荷ボール転走溝９ａとの間に介在されるボール３を示す。上述のように、外筒本体９の負荷ボール転走溝９ａは、スプライン軸１のボール転走溝１ａに対向する。ボール３は、これらの間に挟まれて圧縮荷重を受ける。スプライン軸１に対して外筒２を軸線方向に移動させると、ボール３が転がり運動する。一方、外筒本体９の無負荷戻し通路９ｂの深さは、負荷ボール転走溝９ａの深さよりも深い。無負荷戻し通路９ｂにおいては、ボール３の周囲に僅かなすきまがあり、ボール３は後続のボール３に押されながら移動する。ボール３の材質は、一般の軸受けに用いられる転動体と同様に鋼製である。
【００４８】
図６は、外筒２に形成されるボール循環路１０を示す。外筒本体９とエンドキャップ８とを組み合わせると、ボール３を循環させるためのサーキット状のボール循環路１０が形成される。ボール循環路１０は、外筒本体９の負荷ボール転走溝９ａと、外筒本体９の無負荷戻し通路９ｂと、エンドキャップ８のＵ字状の方向転換路８ａから構成される。外筒２の全体の肉を薄くするために、この実施形態のボール循環路１０は、その全域においてスプライン軸１に向けて開放されている。ボール循環路１０に配列されたボール３は、スプライン軸１と面した状態で該ボール循環路１０内を循環する。
【００４９】
外筒２をスプライン軸１に沿って移動させると、スプライン軸１のボール転走溝１ａと外筒２の負荷ボール転走溝９ａとの間に挟まれているボール３が、これらの間を転がり運動する。負荷ボール転走溝９ａの一端まで到達したボールは、方向転換路８ａ内に入る。方向転換路８ａ内でボール３は荷重から解放され、後続のボール３に押されながら方向転換路８ａ内を移動する。方向転換路８ａ内でその転走方向を反転させたボール３は、無負荷戻し通路９ｂ内に入る。無負荷戻し通路９ｂを通過したボール３は、反対側の方向転換路８ａから再び負荷ボール転走溝９ａに入る。以上により、ボールの循環が行われる。
【００５０】
以下に案内溝１２及び相手部品固定用ピン２０について詳述する。図１および図２に示されるように、外筒２の外周面には、外筒２を固定側又は移動体の相手部品に取り付ける際に相手部品固定用ピン２０を案内するための案内溝１２が形成される。案内溝１２は外筒２の軸線方向の端部から外筒本体９の所定の位置まで、エンドキャップ８と外筒本体９に跨って形成される。この実施形態のスプラインは小型のものであり、外筒２の直径は例えば１０ｍｍ以下に設定される。一例として、外筒２の直径が６ｍｍ、スプライン軸１の直径が４ｍｍに設定される場合、円筒形の外筒２の厚さは１ｍｍ程度となり、この厚さに案内溝１２と、後述する位置決め穴１３が形成される。案内溝１２のスプライン軸直交方向の幅は、相手部品固定用ピン２０を案内することから、ピンの直径ｄよりもわずかに大きく設定される（図８（ａ）参照）。
【００５１】
案内溝１２は上述の通り、エンドキャップ８と外筒本体９に跨って形成される。エンドキャップ８に形成される案内溝１２は、図１に示すように、外筒２端部側が外筒本体９側より幅広に形成される。このようにエンドキャップにおける案内溝１２をラッパ状に形成することにより、相手部品固定用ピンを案内溝１２に通しやすくなる。なお、加工都合上、外筒本体９における案内溝１２は、スプライン軸１に沿って均一の幅でストレートに形成される。
【００５２】
また、図１および図２に示されるように、案内溝１２の最奥端部には位置決め穴１３が形成される。位置決め穴１３は相手部品固定用ピン２０の形状に合わせて略円形である。位置決め穴１３は案内溝１２と面一に形成されており、案内溝１２の最奥壁部と位置決め穴１３の奥側壁部が連続するように形成されている。後述するが、位置決め穴１３には、案内溝１２に案内された相手部品固定用ピン２０が嵌合される。位置決め穴１３に嵌合された相手部品固定用ピン２０が、外筒２を相手部品に対し軸方向に固定する役割を果たす。また、この役割を果たす限りにおいて、位置決め穴１３の位置は案内溝１２の最奥端部に限らず、外筒本体９上の案内溝１２のいずれの位置に形成されていても良い。
【００５３】
次に、本実施形態のスプラインを相手部品（ハウジング）に取り付ける方法について、図７及び図８を参照して説明する。
【００５４】
相手部品２１にはあらかじめ、外筒２を固定するために相手部品固定用ピン２０を通すためのピン貫通孔２２が開いている。ピン貫通孔２２の大きさは、通常、相手部品固定用ピン２０を押し込んだ時にしまりばめされる大きさである。
【００５５】
最初に、図７（ａ）の上面図に示すように、相手部品固定用ピン２０を相手部品２１のピン貫通孔２２に押し込む。この際、相手部品固定用ピン２０は相手部品２１の外側から挿入し、相手部品２１の外筒挿入部２３から突出させる。相手部品２１の外筒挿入部２３の内周面からの相手部品固定用ピン２０の突出部２０ａは、外筒２を相手部品２１の外筒挿入部２３に挿入した後に案内溝１２で案内されるので、突出部２０ａの長さｈが案内溝１２の深さ以下となるようにする。
【００５６】
相手部品固定用ピン２０を相手部品２１の外筒挿入部２３の内周面から突出させる作業は、ピン固定用治具を用いてもよい。その場合は、相手部品２１の外筒挿入部２３にまずピン固定用治具を挿入する。ついで、外側から相手部品のピン貫通孔２２に相手部品固定用ピン２０を押し込む。相手部品固定用ピン２０がピン固定用治具に当接したところで、相手部品固定用ピン２０を位置決めし、ピン固定用治具を抜き出す。このようにピン固定用治具を用いることで、相手部品固定用ピン２０の突出部２０ａの長さの調整を容易に行うことができる。
【００５７】
次に、スプラインを相手部品２１に取り付ける。相手部品２１に取り付けられるスプラインは上述のように、スプライン軸１と外筒２が組み付けられた状態である。相手部品２１の内周面から突出している相手部品固定用ピン２０の突出部２０ａを、外筒２の案内溝１２の軸方向端部に合わせる。このとき、外筒２の軸方向端部、つまりエンドキャップ８の外周面に形成された案内溝１２は、外筒端部側が外筒本体側より幅広くなるように、ラッパ状に形成されている。この案内溝１２のラッパ形状により、相手部品固定用ピン２０の突出部２０ａが案内溝１２の軸方向端部に多少ずれて位置合わせされても、ずれが吸収されて、相手部品固定用ピン２０の突出部２０ａを自然に案内溝１２に沿わせることができる。
【００５８】
相手部品固定用ピン２０の突出部２０ａの案内溝１２に対する位置決めが終わると、図７（ｂ）の側面図に示すように、そのまま相手部品固定用ピン２０の突出部２０ａが案内溝１２に沿って案内されるように、相手部品２１の外筒挿入部２３に外筒２を挿入する。案内溝１２に案内されている相手部品固定用ピン２０の突出部２０ａが案内溝１２の最奥壁部１２ａに突き当たったところで（図８（ｂ）参照）、相手部品固定用ピン２０を、相手部品２１の外側より位置決め穴１３に押し込む。これにより、図７（ｃ）の上面図に示すように、外筒２が相手部品２１に取り付けられ、相手部品固定用ピン２０により相手部品２１に対し外筒２が軸方向に固定される。また、相手部品２１から外筒２まで相手部品固定用ピン２０を通すことで外筒２の回転も止めることができる。
【００５９】
相手部品固定用ピン２０の位置決め穴１３への嵌め合いは、しまりばめであると外筒２が歪む恐れがあることから、中間ばめが好ましい。または、接着剤等を用いて相手部品固定用ピン２０を位置決め穴１３へ固定してもよい。
【００６０】
また、相手部品固定用ピン２０をねじの先にピンがついた棒先ねじとし、相手部品２１のピン貫通孔２２にねじ込むように相手部品固定用ピン２０を挿入してもよい。その場合でも、相手部品固定用ピン２０は、相手部品２１の外筒挿入部２３の内周面からの突出部２０ａの長さｈが案内溝１２の深さ以下となるように、ピン貫通孔２２に挿入される。
【００６１】
また、案内溝１２に面一に設けられる位置決め穴１３は、必ずしも案内溝１２の最奥端部に設けられなくてもよく、外筒本体９の外周面に形成された案内溝１２のいずれの位置に設けられても良い。位置決め穴１３が案内溝１２の最奥端部以外に設けられている場合には、相手部品固定用ピン２０の突出部２０ａを案内溝１２の底部に沿わせるようにして外筒２を相手部品２１に挿入することにより、容易に位置決め穴１３を見つけることができる。
【００６２】
次の本発明の第二の実施形態について説明する。図９に示されるように、この実施形態のスプラインも、第一の実施形態と同様に、スプライン軸１と、スプライン軸に対して相対的に直線運動可能に組み付けられた外筒２と、スプライン軸１のボール転走溝１ａと外筒２の負荷ボール転走溝９ａからなる負荷ボール転走路を含むボール循環路１０を転がる複数のボール３とからなる。第二の実施形態において、第一の実施形態と同一要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６３】
第二の実施形態において、第一の実施形態同様、外筒２には、軸方向端部からスプライン軸１に沿って、相手部品固定用ピン２０を案内するための案内溝３０が形成されている。しかしながら、第一の実施形態との相違点として、第二の実施形態の案内溝３０には位置決め穴が設けられていない。上述のとおり、位置決め穴は、相手部品固定用ピンを嵌合することにより、相手部品に対し外筒を軸方向に固定する役割を果たす。第二の実施形態では、この軸方向固定の機能として、位置決め穴の代わりに、図９に示すように、止め輪３１が設けられている。止め輪３１は通常の軸方向の位置決めや抜け止めとして使用されているものである。なお、回転については、案内溝３０に相手部品固定用ピン２０が係合することで、これを阻止することができる。
【００６４】
次に第二の実施形態におけるスプラインを相手部品（ハウジング）に取り付ける方法について説明する。
【００６５】
相手部品２１のピン貫通孔２２に相手部品固定用ピン２０を挿入し、その後、相手部品固定用ピン２０の突出部２０ａが案内溝３０の軸方向端部から案内溝３０に案内されるように、外筒２を相手部品２１の外筒挿入部２３に挿入するところまでは、上述の第一の実施形態と同じである。第二の実施形態においては、外筒２を相手部品２１の外筒挿入部２３に挿入した後、外筒２のエンドキャップ８の外側から止め輪３１を取り付け、外筒２の軸方向の移動を防止する。
【００６６】
次に、本発明の第三の実施形態であるねじ装置を説明する。図１０は第三の実施形態によるねじ装置の斜視図である。ねじ装置５０は、外周面に螺旋状のボール転走溝５１ａが形成される軌道軸としてのねじ軸５１と、内周面に螺旋状の負荷ボール転走溝５２ａが形成される移動部材としてのナット５２と、を備える。ナット５２は、ナット本体５４と、ナット本体５４の軸線方向の両端に取り付けられる蓋部材としてのエンドキャップ５５と、を備える。ナット本体５４には、ボール循環路の一部を構成する無負荷戻し通路５６が形成される。エンドキャップ５５には、負荷ボール転走溝５２ａと無負荷戻し通路５６とを接続する方向転換路５５ａが形成される。ボール循環路には、複数のボール５７が配列される。
【００６７】
ナット５２の外周面には、エンドキャップ５５とナット本体５４に跨って案内溝５８が形成される。エンドキャップ５５に形成される案内溝５８は、ナット５２の端部側がナット本体５４側より幅広に形成される。このようにエンドキャップ５５における案内溝５８をラッパ状に形成することにより、相手部品固定用ピン５９を案内溝１２に通しやすくなる。また、案内溝５８の最奥端部には位置決め穴６０が形成される。位置決め穴６０は相手部品固定用ピン５９の形状に合わせて略円形である。位置決め穴６０には、案内溝５８に案内された相手部品固定用ピン５９が嵌合される。位置決め穴６０に嵌合された相手部品固定用ピン５９が、ナット５２を相手部品に対し軸方向に固定する役割を果たす。ナット５２を相手部品のハウジングに取り付ける方法は上記第一の実施形態のスプラインと同一である。
【００６８】
なお本発明の運動装置は、上記実施形態に限られることなく、本発明の要旨を変更しない範囲で他の実施形態にも具現化できる。例えば、本発明の運動装置は、ピンがトルクを伝達することができれば、小型のスプラインに限られず、大型のスプラインにも適用することができる。また本発明の運動装置は、上記実施形態のエンドキャップ方式のねじ装置以外に、リターンパイプ方式やデフレクタ方式のねじ装置に適用することができる。転動体には、ボールの他にローラを用いることも可能である。
【００６９】
また、各実施例として示した前述の各スプライン及びねじ装置を極力小型化しようとする場合、これら各装置が備える外筒、ナットはその外径が小さなものとなり、外力等により変形し易い。このため、外筒、ナットに設けられる案内溝１２（３０，５８）は必要最小限の深さで、長さも可能な限り短いことが望ましい。この構成により、外筒及びナットの変形を最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第一の実施形態のスプラインを示す分解斜視図
【図２】本発明の第一の実施形態のスプラインを示す斜視図
【図３】外筒本体の斜視図
【図４】エンドキャップの斜視図
【図５】上記スプラインの軸方向と直交する断面図
【図６】外筒に形成されるボール循環路を示す図
【図７】スプラインを相手部品（ハウジング）に取り付ける際の工程図（図中（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は上面図）
【図８】案内溝に案内される相手部品固定用ピンが位置決め穴に嵌合する過程を示す図
【図９】本発明の第二の実施形態のスプラインを示す側面図（一部断面を含む）
【図１０】本発明の第三の実施形態のねじ装置を示す斜視図（一部断面を含む）
【符号の説明】
【００７１】
１…スプライン軸（軌道軸），１ａ…ボール転走溝（転動体転走部），２…外筒（移動部材），３…ボール（転動体），８…エンドキャップ（蓋部材），９…外筒本体（移動部材本体），９ａ…負荷ボール転走溝（負荷転動体転走部），９ｂ…無負荷戻し通路，１０…ボール循環路，１２…案内溝，１２ａ…最奥壁部，１３…位置決め穴，２０…相手部品固定用ピン，２０ａ…突出部，２１…相手部品，２２…ピン貫通孔，２３…外筒挿入部（移動部材挿入部），３０…案内溝，３１…止め輪，５１ａ…ボール転走溝（転動体転走部），５１…ねじ軸（軌道軸），５２…ナット（移動部材），５２ａ…負荷ボール転走溝（負荷転動体転走部），５４…ナット本体（移動部材本体），５５…エンドキャップ（蓋部材），５５ａ…方向転換路，５６…無負荷戻し通路，５７…ボール（転動体），５８…案内溝，５９…相手部品固定用ピン，６０…位置決め穴
【図１】
0005085303.tif 000002
【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】
0005085303.tif 000009
【図９】
0005085303.tif 000010
【図１０】
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