(57)【要約】【課題】軌道体と移動体との相対移動範囲が制限されず、また部品点数が少なく構造が簡便であり、かつ、転動体の転動・循環をスムースに行うことができる運動装置を提供する。【解決手段】延在する軌道体１と、前記軌道体１に相対移動可能に案内される移動体２と、転動体７と、を有し、前記転動体７を循環路９に無限循環させるようにして前記相対移動に用いる運動装置１０であって、前記循環路９は、前記移動体２に長円環形状に形成されその一方の長辺の外周側が前記軌道体１側に開口する第１溝部５と、前記軌道体１に沿って前記移動体２側に形成された第２溝部１ａと、前記第１溝部５の内壁に嵌まり込むとともに、該循環路９の内周側を形成する長円環形線状の第１案内部材６と、前記第１溝部５の外壁に嵌まり込むとともにその一部が前記第２溝部１ａに収容され、該循環路９の外周側を形成する長円環形線状の第２案内部材８と、を備えていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
延在する軌道体と、前記軌道体に相対移動可能に案内される移動体と、転動体と、を有し、前記転動体を循環路に無限循環させるようにして前記相対移動に用いる運動装置であって、
前記循環路は、前記移動体に長円環形状に形成されその一方の長辺の外周側が前記軌道体側に開口する第１溝部と、
前記軌道体に沿って前記移動体側に形成された第２溝部と、
前記第１溝部の内壁に嵌まり込むとともに、該循環路の内周側を形成する長円環形線状の第１案内部材と、
前記第１溝部の外壁に嵌まり込むとともにその一部が前記第２溝部に収容され、該循環路の外周側を形成する長円環形線状の第２案内部材と、を備えていることを特徴とする運動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の運動装置であって、
さらに前記第２溝部には、前記転動体を案内するための線状の第３案内部材が備えられていることを特徴とする運動装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の運動装置であって、
前記転動体は、複数設けられているとともに、円環状の転動体連結体によって保持されていることを特徴とする運動装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の運動装置であって、
前記移動体の前記第１溝部が、一度の切削加工によって成形されていることを特徴とする運動装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の運動装置であって、
前記第１案内部材又は前記第２案内部材が、無端一体形、複数分割形又は有端一体形とされていることを特徴とする運動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、延在する軌道体と、前記軌道体に相対移動可能に案内される移動体と、転動体と、を有し、前記転動体を循環路に無限循環させるようにして前記相対移動に用いる運動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、工作機械や産業機械などの機械設備や、家具、ＯＡ機器等、様々な分野の装置において、ツール等の対象物を精度よく送り移動させたり搬送したりするために、多種多様の運動装置が用いられている。このような運動装置は、近年、高精度を要する各種光学測定機、小型電子部品組立機、医療用機器等にも用いられており、その運動に対しさらなる精度の向上が求められている。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示される運動装置としての有限直動案内ユニットは、延在するベッド（軌道体）と、このベッドの延在方向に相対移動可能なテーブル（移動体）と、これらベッド及びテーブルの間に配設される保持器と、を備えている。ベッド及びテーブルには、対向配置されるようにして前記延在方向に延びる軌道溝が設けられており、該軌道溝に係合するようにして複数のボール（転動体）が配設されている。これら複数のボールは、互いに隣接するボール同士が前記延在方向に一定の距離を保つようにして保持器に保持されている。そして、ベッドとテーブルとが相対移動されると、これらボールが軌道溝を転動し、前記相対移動が滑らかに行われるようになっている。
【０００４】
また、保持器にはピニオンギアが設けられており、このピニオンギアの軸がベッドの延在方向に直交するようにして配置されるとともに、該保持器によって軸支されている。また、ベッド及びテーブルには、延在方向に延び、歯形を有するラック部材が夫々配設されており、これらラック部材がピニオンギアの歯形に係合するようになっている。
【０００５】
そして、これらピニオンギア及びラック部材の係合により、保持器の移動ストロークがベッドとテーブルとの相対移動のストロークに対し正確に１／２に拘束されるようになっている。すなわち、この構成によれば、ベッド及びテーブルの相対移動が何回繰り返されようとも、該保持器はその長手方向の配設位置を正規の位置からずらされてしまうようなことがなく、精度の高い安定した運動が行える。
【０００６】
また、特許文献２に開示される運動装置としての案内機構は、延在するガイド軌道（軌道体）と、このガイド軌道に対し相対移動されるキャリッジ（移動体）と、球体からなる転動体とを有しており、さらに、該転動体を転動させ案内するための転動用線材（案内部材）を設けている。この案内機構によれば、延在する転動用線材に沿うようにして転動体を案内させることで該転動体とガイド軌道及びキャリッジとの転動時の接触による摩擦抵抗を低減し、より低負荷でスムースな相対移動を行うことができる。
【０００７】
また、特許文献３には、運動装置としての直動案内装置についての技術が開示されている。この直動案内装置は、延在する案内レール（軌道体）と、この案内レールの延在方向に相対移動可能なスライダー（移動体）と、複数のボール（転動体）と、を備えており、該スライダーの長手方向の両端部分には、エンドキャップが夫々ネジ止め等により取り付けられている。
【０００８】
また、スライダーには、案内レールとの間でボールを転動させるための転動体軌道路と前記転動に用いられたボールを循環させるための転動体戻し通路とが、夫々前記延在方向に貫通するようにして設けられている。また、エンドキャップには、これら転動体軌道路と転動体戻し通路とを繋ぐようにしてボールを方向転換させるための略Ｕ字状の方向転換路が設けられている。
【０００９】
そして、これら転動体軌道路、転動体戻し通路及び方向転換路によって、略長円環形状の無限循環路が形成されており、この無限循環路の路内にボールが充満するようにして収容され、互いに押し出されるように無限循環するようになっている。そしてこれらボールの無限循環によって、案内レールとスライダーとの相対移動がその範囲を制限されることなく無限に行われる。
【００１０】
また、特許文献４には、転動体としてのボールを保持するための転動体連結体についての技術が開示されている。この転動体連結体は、例えば薄肉の高性能樹脂材料で形成され変形可能であるとともに無端の円環状とされており、複数のボールをその周方向に略等間隔に保持している。そして、例えば前述のようなボールの無限循環路のなす略長円環形状に適合させるようにして、自由に変形するようになっている。この転動体連結体によれば、前記無限循環路の路内でボールを連続して循環させる引き込み効果を期待することができる。
【００１１】
すなわち、例えば特許文献３のようにして案内レールとスライダーとの間でボールが転動（転走）される際、この転動するボールを保持する転動体連結体に引き込まれるようにして、その循環の上流側に一体に保持されているボールが次々に連続して引っ張られ循環されるようになっているので、これらボールの転動・循環が、よりスムースに行われるようになっている。
【特許文献１】特開平３−２４３１８号公報
【特許文献２】特公平６−８４７６６号公報
【特許文献３】特開２００７−１００７５７号公報
【特許文献４】特開昭６２−１１００２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１に開示される運動装置としての有限直動案内ユニットでは、ベッドとテーブルとの相対移動範囲は有限であり、移動のストロークが制限されていた。また、ボールを保持する保持器がテーブルとは別体として設けられており、さらに保持器の移動を拘束するためのピニオンギアやラック部材も別途必要とされているので、装置を構成する部品点数が多く、構造が比較的複雑となっていた。
【００１３】
また、特許文献３の運動装置としての直動案内装置では、無限循環路にボールを収容し封止するためのエンドキャップが、スライダーとは別体として必要となるので、これらエンドキャップの分だけ部品点数が増え組立の作業性を妨げていた。
【００１４】
また、前記無限循環路は、該エンドキャップの方向転換路と、スライダーの転動体軌道路及び転動体戻し通路とが夫々連結されるようにして形成されているので、前記連結する部分において、無限循環路の路内に段差が形成される可能性があり、スムースなボールの転動・循環を妨げることがあった。
また、特許文献３のような装置の構成では、通常、有端からなる転動体連結体を挿入し円環状に形成して使用しているが、特許文献４に記載の、無端からなる円環状の転動体連結体を使用することはできない。
【００１５】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、軌道体と移動体との相対移動範囲が制限されず、また部品点数が少なく構造が簡便であり、かつ、転動体の転動・循環をスムースに行うことができる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】
【００１６】
前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。すなわち本発明は、延在する軌道体と、前記軌道体に相対移動可能に案内される移動体と、転動体と、を有し、前記転動体を循環路に無限循環させるようにして前記相対移動に用いる運動装置であって、前記循環路は、前記移動体に長円環形状に形成されその一方の長辺の外周側が前記軌道体側に開口する第１溝部と、前記軌道体に沿って前記移動体側に形成された第２溝部と、前記第１溝部の内壁に嵌まり込むとともに、該循環路の内周側を形成する長円環形線状の第１案内部材と、前記第１溝部の外壁に嵌まり込むとともにその一部が前記第２溝部に収容され、該循環路の外周側を形成する長円環形線状の第２案内部材と、を備えていることを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る運動装置によれば、転動体の循環路は、移動体の第１溝部と軌道体の第２溝部とに亘り形成されており、又第１溝部に配設される第１案内部材によりその内周側を、第１・第２溝部に亘り配設される第２案内部材によりその外周側を、夫々形成されている。そして、この循環路は、全体として略長円環形状をなす無限循環路とされている。すなわち、転動体が循環路の路内を無限循環することにより軌道体と移動体との相対移動が行われるようになっているので、これら軌道体と移動体との相対移動の範囲が制限されない。
【００１８】
また、長円環形線状の第１案内部材及び第２案内部材が、循環路の路内を転動（転走）・循環する転動体をその内周側と外周側とで夫々案内するようになっているので、従来のように、例えば循環路を形成するにあたり、貫通孔を設ける移動体の両端部分に方向転換路を有するエンドキャップを取り付け、その循環路の路内に、これら移動体とエンドキャップとの接続部分のずれに起因する段差が形成されることがない。従って、これら転動体の転動・循環がスムースに、より滑らかに行われるとともに、装置を構成する部品点数が低減される。
【００１９】
また、転動体を案内する第１案内部材及び第２案内部材が、夫々長円環形線状に形成されており、例えば断面略円形状の線材等により形成されている。これによれば、循環路と転動体との接触が点接触となるとともに該接触の摩擦抵抗がより低減されるので、さらに低負荷でスムースな転動体の転動・循環が行われる。
【００２０】
また本発明の運動装置において、さらに前記第２溝部には、前記転動体を案内するための線状の第３案内部材が備えられていることとしてもよい。
本発明によれば、軌道体に設けられる第２溝部に、転動体を転動させるための線状の第３案内部材が、該軌道体の延在する方向に沿って延びるようにして設けられている。この第３案内部材は、例えば断面略円形状の線材等により形成されている。これによれば、第３案内部材と転動体との接触が点接触となるとともに該接触の摩擦抵抗がより低減されるので、より低負荷でスムースな転動体の転動が行われる。
【００２１】
また本発明の運動装置において、前記転動体は、複数設けられているとともに、円環状の転動体連結体によって保持されていることとしてもよい。
本発明によれば、転動体を転動・循環させるための循環路は、開口する第１・第２溝部と、これら溝部に着脱可能に配設される第１案内部材及び第２案内部材とによって形成されている。また、転動体連結体は、例えば、薄肉の高性能樹脂材料からなる無端の円環状に形成されており、複数の転動体をその周方向に略等間隔に保持している。また、その形状を略長円環形状や扁平した略楕円形状等に、自在に変形可能とされている。
【００２２】
第１案内部材及び第２案内部材は、転動体を保持する転動体連結体をこれら案内部材の間に収容可能としている。すなわち、この転動体連結体は、循環路に対し着脱可能とされている。
【００２３】
そして、転動体連結体は、軌道体と移動体との相対移動の際、保持する転動体を転動・循環させつつ自身の形状を転動体の循環路のなす略長円環形状に適合させるようにして、自由に変形するようになっている。この転動体連結体によれば、循環路の路内で転動体を連続して循環させる引き込み効果を奏功する。
【００２４】
すなわち、軌道体と移動体との間で転動体が転動される際、該転動体を保持する転動体連結体に引き込まれるようにして、その循環の上流側に一体に保持される別の転動体が次々に連続して引っ張られ循環されるようになっており、これら転動体の転動・循環が、よりスムースに行われる。
【００２５】
また本発明の運動装置において、前記移動体の前記第１溝部が、一度の切削加工によって成形されていることとしてもよい。
本発明によれば、移動体は、例えば、金属又は樹脂等からなるとともに、その有する第１溝部の成形を、カッター等を用いて一度の切削加工（一筆切削加工）により行っている。
【００２６】
移動体の第１溝部は、その軌道体側に向く部分が開口されるようにして形成されている。そして、軌道体の延在する方向を長手方向とする長円環形状に形成されており、例えばカッター等により、該長手方向の一端側から他端側へと、さらに他端側から一端側へと該移動体を往復させるようにして、一度の切削加工のみで成形されている。
【００２７】
従って、この第１溝部を成形するための切削加工は、作業性よく簡便に、かつ、短時間に行われる。また、この第１溝部は移動体に一体に成形されているので、従来のように、循環路を形成するために例えば移動体の両端部分にエンドキャップを取り付けるような必要がなく、部品点数が低減され組立の作業性が向上する。また、この第１溝部の開口する略長円環形状の溝開口部から、転動体を案内するための第１案内部材及び第２案内部材を挿入し装着することができるので、循環路をより簡便に形成することが可能である。
【００２８】
また本発明の運動装置において、前記第１案内部材又は前記第２案内部材が、無端一体形、複数分割形又は有端一体形とされていることとしてもよい。
そして、夫々長円環形線状からなる第１案内部材又は第２案内部材を、無端一体形とした際には、これら案内部材は線状の一部品からなるとともに端部を有しない長円環形状とされており、従って、複数の部品を用いることに起因する組立・接合時の継ぎ目の段差が一切形成されない。よって、転動体を案内するこれら案内部材の内面が非常に滑らかに形成されるので、転動体の転動・循環がより滑らかに行われる。
【００２９】
また、これら第１案内部材又は第２案内部材を複数分割形とした際には、これら案内部材を構成する夫々の分割体を、第１・第２溝部へ簡便に着脱することができ、組立やメンテナンス時の作業性が向上する。
【００３０】
また、これら第１案内部材又は第２案内部材を有端一体形とした際には、これら案内部材は線状の一部品からなるとともに両端を有しており、例えば略長円環形状の一方の長辺の一部を切断或いは切り欠いたようにして形成されている。そして、その両端を当接するように繋げることにより、長円環形線状に形成されるようになっている。すなわち、このように構成される第１案内部材又は第２案内部材によれば、継ぎ目の段差が極力形成されず、かつ、組立やメンテナンス時の作業性が向上する。
【発明の効果】
【００３１】
本発明に係る運動装置によれば、循環路の路内を転動体が無限循環することにより軌道体と移動体との相対移動が行われるようになっているので、前記相対移動の範囲が制限されない。また、循環路で転動体を案内する第１案内部材及び第２案内部材が夫々長円環形状に形成されるとともに段差が形成されにくく、従って転動体の転動・循環が滑らかに行われる。また、転動体は循環路の路内に収容されているので、塵芥等が付着されにくく、前記相対移動が長期に亘り安定して行われる。また、運動が高速で行われる際にも騒音が発生しにくく、静音性に優れている。また装置を構成する部品点数が低減されているので、コスト低減効果を奏功するとともに、構造が簡便であり組立の作業性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の第１の実施形態の運動装置を示す概略断面図、図２は本発明の第１の実施形態の運動装置を下方から見た状態を示す平面図、図３は本発明の第１の実施形態の運動装置の第１案内部材を示す説明図、図４は本発明の第１の実施形態の運動装置の第２案内部材を示す説明図、図５は本発明の第１の実施形態の運動装置の第１溝部の切削加工を説明する概略断面図である。
【００３３】
図１に示すように、本実施形態の運動装置１０は、延在するレール状のベース（軌道体）１と、略直方体状のスライダー（移動体）２とを有している。ベース１は、その延在する方向に直交する方向の断面形状が、断面略矩形状に形成されており、その両側面には該ベース１の延在方向に沿うようにして延びるベース溝（第２溝部）１ａを夫々備えている。さらにベース溝１ａには、その高さ方向（図１における上下方向）の略中央に一段深く形成される深溝部１ｂが、前記延在方向に延びるようにして設けられている。
【００３４】
また、ベース１のベース溝１ａには、その深溝部１ｂを挟んで高さ方向に離間して配置されるとともに前記延在方向に沿って延びる第３案内部材３が設けられている。第３案内部材３は、例えばステンレスや鉄等の金属からなり、特に焼入れ等の処置を施し高硬度を有する金属を用いることができる。この第３案内部材３は、断面円形状の線状材料で形成されており、ベース１の両側面に夫々２本ずつ、計４本が設けられている。
【００３５】
また、図２に示すように、ベース１を上下方向に貫通するようにして、複数の取付孔４が前記延在方向に互いに間隔を開けて配置されている。これら取付孔４には、ボルト等が挿通されて固定されるとともに、該ベース１を基材等に固定可能なようになっている。
【００３６】
スライダー２は、例えば、金属又は樹脂等からなり、本実施形態では、アルミニウム合金の押出し成形からなる基材に、後述する切削加工を施して形成されている。また、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｍｏｌｄｉｎｇ）や射出成形等により形成することも可能であり、その場合は、殆ど切削加工を行わずに形成することができる。図１において、スライダー２は、ベース１の上方を覆うように配置され、略直方体状の形状を有し、その長手方向を該ベース１の延在方向に延ばしている。また、スライダー２は、その長手方向に直交する方向の断面形状が、断面略Ｃ字状若しくは断面略Ｕ字状に形成されており、その幅方向（図１における左右方向）の略中央部分の凹部２ａが下方に向け開口されているとともに、該凹部２ａの下方に、若干の間隙を設けてベース１が対向配置されている。
【００３７】
また、スライダー２の凹部２ａの幅方向内方を向く両側面には、ベース１のベース溝１ａに対向配置され前記長手方向に延びるようにして溝状壁部２ｂが夫々形成されている。また、夫々の溝状壁部２ｂに背向配置されるようにして、これら溝状壁部２ｂの幅方向外方には、前記長手方向に延びるようにして溝状壁部２ｃが形成されている。
【００３８】
さらに、これら夫々の溝状壁部２ｃの幅方向外方には、これら溝状壁部２ｃに対向配置するようにして、前記長手方向に延びる溝状壁部２ｄが夫々形成されている。そして、これら対向配置される溝状壁部２ｃ及び溝状壁部２ｄにより形成される空間が、スライダー２の下方に向け開口されており、この開口する部分が溝開口部１２とされている。溝開口部１２の溝幅は、溝状壁部２ｃ及び溝状壁部２ｄにより形成される幅寸法よりも小さく、又後述するボール７の直径寸法よりも若干小さくされている。また、夫々の溝状壁部２ｄの高さ方向の略中央部分は、前記長手方向に延びる断面略円弧状の凹溝状に形成されている。
【００３９】
そして、これら溝状壁部２ｂ、溝状壁部２ｃ及び溝状壁部２ｄによって、スライダー溝（第１溝部）５が形成されている。このスライダー溝５は、スライダー２の幅方向の一方側と他方側とに夫々設けられており、互いに対向配置されるようにして対称形に形成されている。
【００４０】
また、図２に示すように、これらスライダー溝５は、スライダー２の長手方向に延びる夫々の溝状壁部２ｂ及び溝状壁部２ｃが、該長手方向の両端部分で互いに滑らかに接続されるようにして繋がれている。また、溝状壁部２ｄも、長手方向の両端部分においてこれら溝状壁部２ｂ及び溝状壁部２ｃの形状に沿うようにして滑らかな曲面を描いており、スライダー溝５全体として該長手方向に延在する略長円環形状とされている。また、溝開口部１２もスライダー溝５の形状に沿うようにして、その長手方向の両端部分が湾曲するようにして形成されている。
【００４１】
また、スライダー溝５の略長円環形状の内壁を形成する溝状壁部２ｂ及び溝状壁部２ｃの周方向全体に当接され嵌まり込むようにして、第１案内部材６が設けられている。第１案内部材６は、例えばステンレスや鉄等の金属からなり、特に焼入れ等の処置を施し高硬度を有する金属を用いることができる。この第１案内部材６は、断面略円形状の線状材料で形成されており、図２に示すように、平面視略長円環形状に形成されている。
【００４２】
また、第１案内部材６は、スライダー２の幅方向の一方側と他方側とに夫々設けられているとともに、図１に示すように、互いに高さ方向に離間されるようにして、各２つずつ、すなわち計４つが設けられている。また、これら第１案内部材６は、その幅方向内方を向く溝状壁部２ｂに配置される部分が、前述のベース１のベース溝１ａの夫々の第３案内部材３に対向配置されている。
【００４３】
また、図２に示すように、第１案内部材６の外周には、例えばステンレスや鉄等の金属材料からなる球状の複数のボール（転動体）７が略長円環形状に配列されている。また、第１案内部材６の前記幅方向内方を向く部分及び該第１案内部材６に対向配置される第３案内部材３により形成される空間に配置されるボール７は、その幅方向の内方及び外方の上下を、これら第１案内部材６及び第３案内部材３に夫々当接されている。
【００４４】
また、これらボール７の外周全体に沿うようにして、略長円環形状の第２案内部材８が配設されている。第２案内部材８は、例えばステンレスや鉄等の金属材料からなる断面略円形状の線状材料で形成されるとともに弾性を有しており、スライダー２の幅方向の一方側と他方側とに各１つずつ、計２つが設けられている。
【００４５】
第２案内部材８は、その略長円環形状の内周面とボール７との間に極僅かに間隙を設けており、またその幅方向の内方側をベース１のベース溝１ａの深溝部１ｂに収容するとともに幅方向の外方側をスライダー２の溝状壁部２ｄの凹溝状の部分に嵌め合わせるようにして配設されている。また、第２案内部材８と深溝部１ｂとの間には、若干の間隙が設けられている。
【００４６】
そして、ベース１のベース溝１ａ、スライダー２のスライダー溝５、第１案内部材６及び第２案内部材８により、循環路９が形成されている。また循環路９は、第１案内部材６及び第２案内部材８に挟まれる空間（以下「案内空間」と省略する）にボール７を保持している。そして、これらボール７は、循環路９のこれら第１案内部材６及び第２案内部材８に案内されるようにして、案内空間内を自在に移動可能とされているとともに、循環路９の路内を無限循環可能とされている。また、第１案内部材６と、第２案内部材８に狭持されたボール７は、スライダー２をベース１から抜き出したとしても脱落しないようになっている。
【００４７】
また、図３に示すように、第１案内部材６は、略Ｃ字状の２つの分割体６ａを対向配置するように当接して形成されている。すなわち、この第１案内部材６は、その略長円環形状の長手方向の両端部分で分割可能とされており、複数分割形とされている。また、分割体６ａには、その長手方向の両端部分から内方に向かうようにして、夫々突起６ｂが突出して設けられている。
【００４８】
これら分割体６ａは、図２に示すように、スライダー２の幅方向の一方側及び他方側の夫々のスライダー溝５に挿入されて、該スライダー溝５の内壁に嵌まり込むようにして夫々の第１案内部材６を形成している。すなわち、スライダー溝５の内壁部分を挟み込むようにして、２つの分割体６ａが、溝状壁部２ｂの幅方向内方からと、溝開口部１２から挿入されるとともに溝状壁部２ｃの幅方向外方からと、により対向配置されている。
【００４９】
ここで、スライダー２のスライダー溝５の内壁の長手方向の両端部分には、これら分割体６ａの突起６ｂを嵌め入れるための係止穴５ａが設けられており、これら係止穴５ａに突起６ｂが係止されることにより、第１案内部材６がスライダー２のスライダー溝５に固定される。
【００５０】
また、図４に示すように、第２案内部材８は、略長円環形状に成形されており、その長手方向の中央近傍には、略長円環形状の一方の長辺を切断するようにして形成される２つの分割端８ａが設けられて、有端一体形とされている。これら分割端８ａは、通常互いに当接され繋げられるようにして長円環形状を形成しており、また図４に２点鎖線で示すように、該第２案内部材８の有する弾性によって互いに離反するようにして変形可能とされている。また、夫々の分割端８ａの端部には、この第２案内部材８の外方に向け突出するようにして突起８ｂが夫々設けられている。
【００５１】
そして、第２案内部材８は、図２に示すように、スライダー２の幅方向の一方側及び他方側に夫々配設されている。これら第２案内部材８を夫々のスライダー溝５及びベース１のベース溝１ａに装着するには、図４の２点鎖線で示されるように、予め分割端８ａをその略長円環形状の内方へ向け弾性変形させておき、該第２案内部材８の外形寸法を小さくするとともに、スライダー溝５及びベース溝１ａに挿入した後は、前記弾性変形を元の状態に戻せばよい。
【００５２】
ここで、スライダー２のスライダー溝５の溝状壁部２ｄの長手方向の略中央近傍には、第２案内部材８の突起８ｂを嵌め入れるための係止孔５ｂが設けられており、該係止孔５ｂに突起８ｂが係止されることにより、第２案内部材８がスライダー２に固定されている。
【００５３】
また、スライダー２の上面には複数のネジ穴１１が設けられており、これらネジ穴１１を利用して該スライダー２の上部に移動させる対象物を螺着可能なようになっている。
【００５４】
次に、スライダー２のスライダー溝５の切削加工について説明する。
図５に示すように、スライダー２のスライダー溝５を成形するには、まず、予めスライダー２の凹部２ａを上方に向けるようにして設置しておく。そして、カッター１３を用い、スライダー２の幅方向の一方側と他方側とに設けられるスライダー溝５を夫々切削加工していく。
【００５５】
図５において、幅方向の一方側（図５における左側）のスライダー溝５を加工するには、まず、カッター１３をスライダー２の凹部２ａの内方を向く側面部分に対応させるようにして１３ａの位置に配置し、該スライダー２の長手方向の一端側から他端側へ向け進行させて切削加工していく。
【００５６】
このようにして溝状壁部２ｂを成形していき、カッター１３がスライダー２の他端側の端部近傍まで切削加工した時点で、図２に示すスライダー溝５の形状を形成させるようにして、カッター１３を長手方向の他端側から一端側へと反転させ、幅方向で図５における１３ｂの位置に配置し、さらに長手方向の一端側へ向けて進行させ、一端側の端部近傍まで切削加工した後、再度長手方向の一端側から他端側へと反転させる。
【００５７】
このようにカッター１３が前記長手方向の一端側と他端側とを往復させられるようにして行う一連かつ一度の切削加工（一筆切削加工）によって、スライダー溝５全体が形成されるようになっている。また、スライダー２の幅方向の他方側（図５における右側）のスライダー溝５についても、前述の切削加工と対称に同様の切削加工で成形することができる。また、カッター１３とスライダー２とは前述のようにして相対移動されていればどちらが固定されていてもよく、例えばカッター１３を固定してスライダー２を移動させながら前述の切削加工を行っても構わない。
【００５８】
次に、運動装置１０の動作について説明する。
まず、ベース１とスライダー２とが、該ベース１の延在方向に相対移動されると、図１に示すように、これらベース１とスライダー２との間に配置されるボール７は、その幅方向の内方をベース１の第３案内部材３に当接されるとともに幅方向の外方をスライダー２の第１案内部材６に当接されており、これら第３案内部材３及び第１案内部材６の間を転動される。
【００５９】
図２に示すように、ボール７は循環路９の路内に無限循環可能に保持されており、該循環路９の案内空間に充満されるようにして複数収容されている。そして、前述のようにしてボール７が転動されると、これらボール７の循環の下流側に配置されている別のボール７が循環路９の路内で上流側のボール７に押し出されるようにして路内を循環する。
【００６０】
このようにして循環路９を循環したボール７は、再度第３案内部材３及び第１案内部材６の間に送られて、転動されるようになっている。すなわち、このようにしてボール７の転動・循環が繰り返されることにより、ベース１とスライダー２との相対移動が行われる。
【００６１】
以上説明したように、本実施形態の運動装置１０によれば、ボール７の循環路９が、スライダー２のスライダー溝５とベース１のベース溝１ａとに亘り形成されているとともに、スライダー溝５に配設される第１案内部材６によりその内周側を、スライダー溝５及びベース溝１ａに亘り配設される第２案内部材８によりその外周側を、夫々形成されている。そして、この循環路９は、全体として略長円環形状をなす無限循環路とされている。すなわち、ボール７が循環路９の路内を無限循環することによりベース１とスライダー２との相対移動が行われるようになっているので、これらベース１とスライダー２との相対移動の範囲が制限されない。
【００６２】
また、長円環形線状の第１案内部材６及び第２案内部材８が、循環路９の路内を転動・循環するボール７をその内周側と外周側とで夫々案内するようになっているので、従来のように、例えば循環路９を形成するにあたり、貫通孔を設けるスライダーの両端部分に方向転換路を有するエンドキャップを取り付け、その循環路９の路内に、これらスライダーとエンドキャップとの接続部分のずれに起因する段差が形成されることがない。従って、これらボール７の転動・循環がスムースに、より滑らかに行われるとともに、装置を構成する部品点数が低減される。
【００６３】
また、ボール７を案内する第１案内部材６及び第２案内部材８が、夫々断面略円形状の線材により、略長円環形状に形成されている。これによれば、循環路９とボール７との接触が点接触となるとともに該接触の摩擦抵抗が低減されるので、より低負荷でスムースなボール７の転動・循環が行われる。
【００６４】
さらに、ベース１に設けられるベース溝１ａには、断面略円形状の線材により形成されるとともにボール７を転動させる第３案内部材３が、該ベース１の延在する方向に沿って延びるようにして設けられている。これによれば、第３案内部材３とボール７との接触が点接触となるとともに該接触の摩擦抵抗が低減されるので、さらに低負荷でスムースな転動体の転動が行われる。
【００６５】
また、ボール７は循環路９の路内に収容されているので、この運動装置１０は、ベース１とスライダー２とが該ベース１の延在する方向に相対移動し、互いの位置関係をどのように配置しても、ボール７を装置の上面や側面に向け露出させないよう形成されている。すなわち、ベース１及びスライダー２の相対位置関係の如何に関わらず、ボール７に塵芥等が付着されにくく構成されており、よって前記相対移動が妨げられることなく、長期に亘り安定して行われる。またこの構成によれば、相対移動による運動が高速で行われる際にも騒音が発生しにくく、静音性に優れている。
【００６６】
また、スライダー２は、例えば、金属又は樹脂等からなるとともに、その有するスライダー溝５の成形を、カッター１３を用いて一度の切削加工（一筆切削加工）により行っている。
すなわち、このスライダー溝５は、ベース１の延在する方向を長手方向とする略長円環形状とされ、そのベース１側に向く部分が開口されるようにして形成されており、カッター１３により、該長手方向の一端側から他端側へと、さらに他端側から一端側へと該スライダー２を往復させるようにして、連続した一度の切削加工のみで成形されている。
【００６７】
従って、このスライダー溝５を成形するための切削加工は、作業性よく簡便に、かつ、短時間に行われる。また、このスライダー溝５はスライダー２に一体に成形されているので、従来のように、循環路を形成するために例えばスライダーの両端部分にエンドキャップを取り付けるような必要がなく、部品点数が低減され組立の作業性が向上する。また、このスライダー溝５の開口する溝開口部１２から、ボール７を案内するための第１案内部材６及び第２案内部材８を挿入し装着することができるので、循環路９及びその案内空間をより簡便に形成することが可能である。
【００６８】
また、第１案内部材６が２つの分割体６ａからなる複数分割形とされているので、第１案内部材６を形成する夫々の分割体６ａを、スライダー溝５へ簡便に着脱することができ、組立やメンテナンス時の作業性が向上する。
【００６９】
また、第２案内部材８は、その２つの分割端８ａを当接するように繋げることにより略長円環形状に形成される有端一体形とされているので、継ぎ目の段差が極力形成されず、その案内するボール７の循環が滑らかに安定して行われる。また、組立やメンテナンス時の作業性がよい。
【００７０】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図６は本発明の第２の実施形態の運動装置を示す概略断面図、図７は本発明の第２の実施形態の運動装置の第１案内部材を示す平面図である。
尚、前述の第１の実施形態の運動装置１０と同一部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００７１】
図６に示すように、本実施形態の運動装置２０のスライダー２２は、例えば、金属又は樹脂等からなり、本実施形態では、アルミニウム合金の押出し成形からなる基材に、前述の第１の実施形態の切削加工を施して形成されている。また、ＭＩＭや射出成形等により形成することも可能であり、その場合は、殆ど切削加工を行わずに形成することができる。スライダー２２は、ベース１の上方を覆うように配置され、略直方体状の形状を有し、その長手方向を該ベース１の延在方向に延ばしている。また、スライダー２２は、その長手方向に直交する方向の断面形状が、断面略Ｃ字状若しくは断面略Ｕ字状に形成されており、その幅方向（図６における左右方向）の略中央部分の凹部２２ａが下方に向け開口されているとともに、該凹部２２ａの下方に、若干の間隙を設けてベース１が対向配置されている。
【００７２】
また、スライダー２２の凹部２２ａの幅方向内方を向く両側面には、ベース１のベース溝１ａに対向配置されるとともに、前記長手方向に延びるようにして溝状壁部２２ｂが夫々形成されている。溝状壁部２２ｂの下端部分には段差が形成されておらず、垂下するようにして形成されている。また、夫々の溝状壁部２２ｂに背向配置されるようにして、これら溝状壁部２２ｂの幅方向外方には、前記長手方向に延びる溝状壁部２２ｃが夫々形成されている。
【００７３】
さらに、これら夫々の溝状壁部２２ｃの幅方向外方には、これら溝状壁部２２ｃに対向配置され、前記長手方向に延びる溝状壁部２２ｄが形成されている。そして、これら対向配置される溝状壁部２２ｃ及び溝状壁部２２ｄにより形成される空間が、その幅溝のままスライダー２２の下方に向け垂下するようにして開口されており、この開口する部分が溝開口部３２とされている。また、夫々の溝状壁部２２ｄの高さ方向の略中央部分は、前記長手方向に延びる断面略円弧状の凹溝状に形成されている。
【００７４】
そして、これら溝状壁部２２ｂ、溝状壁部２２ｃ及び溝状壁部２２ｄによって、スライダー溝（第１溝部）２５が形成されている。このスライダー溝２５は、スライダー２２の幅方向の一方側と他方側とに夫々設けられており、互いに幅方向に対向配置されるようにして対称形に形成されている。
【００７５】
また、これらスライダー溝２５は、スライダー２２の長手方向に延びる夫々の溝状壁部２２ｂ及び溝状壁部２２ｃが、該長手方向の両端部分で互いに滑らかに接続されるようにして繋がれている。また、溝状壁部２２ｄも、長手方向の両端部分においてこれら溝状壁部２２ｂ及び溝状壁部２２ｃの形状に沿うようにして滑らかな曲面を描いており、スライダー溝２５全体として該長手方向に延在する略長円環形状とされている。また、溝開口部３２もスライダー溝２５の形状に沿うようにして、その長手方向の両端部分が湾曲するようにして形成されている。
【００７６】
また、スライダー溝２５の略長円環形状の内壁を形成する溝状壁部２２ｂ及び溝状壁部２２ｃの周方向全体に当接され嵌まり込むようにして、第１案内部材２６が設けられている。第１案内部材２６は、例えばステンレスや鉄等の金属からなり、特に焼入れ等の処置を施し高硬度を有する金属を用いることができる。この第１案内部材２６は、断面略円形状の線状材料で形成されており、平面視略長円環形状に形成されている。
【００７７】
また、第１案内部材２６は、スライダー２２の幅方向の一方側と他方側とに夫々設けられるとともに、図６に示すように、互いに高さ方向に離間されるようにして、各２つずつ、すなわち計４つが設けられている。また、第１案内部材２６は、その幅方向内方を向く溝状壁部２２ｂに配置される部分が、ベース１のベース溝１ａの夫々の第３案内部材３に対向配置されている。
【００７８】
また、第１案内部材２６は、図７に示すように、端部を有しない略長円環形状からなる一部品により成形されており、無端一体形とされている。また、第１案内部材２６の略長円環形状の長手方向の両端部分には、夫々内方に向け突出する突起２６ａが設けられており、スライダー２２のスライダー溝２５の内壁の長手方向の両端部分に形成される係止穴（不図示）に、夫々嵌め入れられるようになっている。
【００７９】
また、図６に示すように、第１案内部材２６の外周には、複数のボール７が略長円環形状に配列されている。また、第１案内部材２６の前記幅方向内方を向く部分及び該第１案内部材２６に対向配置される第３案内部材３により形成される空間に配置されるボール７は、その幅方向の内方及び外方の上下を、これら第１案内部材２６及び第３案内部材３に夫々当接されている。
【００８０】
そして、ベース１のベース溝１ａ、スライダー２２のスライダー溝２５、第１案内部材２６及び第２案内部材８により、循環路２９が形成されている。また循環路２９は、第１案内部材２６及び第２案内部材８に挟まれる空間（案内空間）にボール７を保持している。そして、これらボール７は、循環路２９のこれら第１案内部材２６及び第２案内部材８に案内されるようにして、案内空間内を自在に移動可能とされているとともに、循環路２９の路内を無限循環可能とされている。
【００８１】
また、これらボール７は、転動体連結体２７によって保持されている。この転動体連結体２７は、例えば薄肉の高性能樹脂材料で形成されるとともに、全体として無端からなる円環状、略円筒形状若しくは略長円環形状とされており、自由に弾性変形可能とされている。また、転動体連結体２７は、ボール７を回転可能に保持するための複数の保持孔（不図示）をその周方向全体に亘り略等間隔に有しており、これら保持孔に夫々ボール７を保持している。
【００８２】
そして、図６に示すように、転動体連結体２７は、ボール７を保持した状態で、スライダー２２の循環路２９のなす略長円環形状の形状に自身の形状を適合させるようにして、自由に変形することができる。また前記変形は、ボール７が循環路２９の路内を転動・循環するのに合わせ、これら転動・循環を妨げることなく随時行われる。
【００８３】
また、循環路２９は、この転動体連結体２７をその第１案内部材２６と第２案内部材８との間に着脱可能とされている。また、ボール７を保持した転動体連結体２７が循環路２９に挿入された図６の状態において、スライダー２２の溝開口部３２を封止するようにして、蓋体２８が螺着等により取り付けられている。
【００８４】
以上説明したように、本実施形態の運動装置２０によれば、前述の第１の実施形態の運動装置１０において説明した効果を有するとともに、次のような効果を奏効する。
循環路２９に収容される複数のボール７は、変形可能な円環状の転動体連結体２７に保持されており、互いに連結されている。そしてこの転動体連結体２７によれば、循環路２９の路内でボール７を連続して循環させる引き込み効果を奏功する。
【００８５】
すなわち、ベース１とスライダー２２との間でボール７が転動される際、このボール７を保持する転動体連結体２７に引き込まれるようにして、その循環の上流側に一体に保持されている別のボール７が、次々に連続して引っ張られるようにして循環されるようになっている。従って、これらボール７の転動・循環が、よりスムースに行われるようになっている。
【００８６】
また、第１案内部材２６は線状の一部品からなるとともに端部を有しない略長円環形状の無端一体形とされており、従って、複数の部品を用いることに起因する組立・接合時の継ぎ目の段差が一切形成されない。よって、ボール７を案内するその内面が非常に滑らかに形成されるので、ボール７の転動・循環がより滑らかに行われる。
【００８７】
尚、本発明は前述した第１、第２の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、第１、第２の実施形態では、夫々循環路９，２９を幅方向の一方側と他方側とに１つずつ、計２つ設けることとして説明したが、これに限らず、循環路９，２９を長手方向や高さ方向に２つ以上並べるようにして装置を構成しても構わない。
【００８８】
また、第１、第２の実施形態では、転動体として球状のボール７を備えるものとして説明したが、これに限らず、例えばボール７の代わりに略円柱形状のコロを用いて装置を構成しても構わない。
【００８９】
また、第１、第２の実施形態では、延在するベース１と、略直方体状のスライダー２，２２とを有し、スライダー２，２２がベース１に係合されるとともにその延在する方向に相対移動可能とされているものとして説明したが、これに限らず、例えば図１、図６において、ベース１とスライダー２，２２との配置が、逆であっても構わない。すなわち、延在するベース２，２２が、その延在方向に直交する断面形状を断面略Ｃ字状とされており、このベース２，２２に係合するようにして、略直方体状のスライダー１を係合するものとしてもよい。そして、スライダー１にボール７を保持させるようにして装置を形成すれば、前述の実施形態と同様の効果を奏功することができる。
【００９０】
また、第１、第２の実施形態では、第１案内部材６，２６、第２案内部材８及び第３案内部材３を、夫々ステンレスや鉄等の金属からなる断面略円形状の線材で形成するものとして説明したが、これに限られるものではない。すなわち、線材の材質は、その使用の用途や目的に合わせ適宜変更可能であり、例えば樹脂等であっても構わない。また、線材の断面形状も、前述の断面略円形状に限られるものではなく、断面略六角形状や断面略八角形状、或いはそれ以外の形状であっても構わない。
【００９１】
また、ベース１の第３案内部材３を設けずに、ベース溝１ａを直接ボール７の幅方向内方の上下面に当接させるようにして、転動させても構わない。
また、第２の実施形態では、転動体連結体２７を無端からなる円環状に形成するものとして説明したが、これに限らず、例えば端部を有する直線状に形成し、循環路９の路内の形状に沿わせるようにして挿入して配設しても構わない。
【００９２】
また、第１案内部材６，２６及び第２案内部材８は、第１，第２の実施形態で説明した夫々の形状の、無端一体形、複数分割形又は有端一体形のいずれであってもよい。
また、スライダー２，２２の長手方向の両端部分には、エンドキャップ等を設けないこととして説明したが、これに限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の第１の実施形態の運動装置を示す概略断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の運動装置を下方から見た状態を示す平面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の運動装置の第１案内部材を示す説明図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の運動装置の第２案内部材を示す説明図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の運動装置の第１溝部の切削加工を説明する概略断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の運動装置を示す概略断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の運動装置の第１案内部材を示す平面図である。
【符号の説明】
【００９４】
１  ベース（軌道体）
１ａ  ベース溝（第２溝部）
１ｂ  深溝部
２，２２  スライダー（移動体）
３  第３案内部材
５，２５  スライダー溝（第１溝部）
６，２６  第１案内部材
６ａ  分割体
７  ボール（転動体）
８  第２案内部材
９，２９  循環路
１０，２０  運動装置
２７  転動体連結体
【図１】
2009133450.tif 000003
【図２】
2009133450.tif 000004
【図３】
2009133450.tif 000005
【図４】
2009133450.tif 000006
【図５】
2009133450.tif 000007
【図６】
2009133450.tif 000008
【図７】
2009133450.tif 000009