JP2008121861A - 玉収容部材及び直動案内装置 - Google Patents

Abstract

【課題】玉保持部の連結腕部の曲げ量を低減すること。
【解決手段】１対の玉保持部１１の外側面の玉収容凹部１４を、その玉保持部１１の無限循環路９内周側端面に開放した。そのため、玉保持部１１の外側面の玉収容凹部の開放方向と反対方向（転動体循環路外周側）に玉保持部１１を摺動でき、隣接する玉４によって玉保持部１１の前記転動体循環路外周側への動きが制限されないので、玉収容部材５に収容されている玉４が無限循環路で方向転換するときに、玉保持部１１が無限循環路の外周側に動くことができ、玉保持部１１の外側面に玉４の曲面に対応する球面状凹部を形成する方法に比べ、連結腕部１２の曲げ量を低減することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、直動装置に用いられる転動体である玉を回転自在に収容する玉収容部材、及び当該玉収容部材を備えた直動案内装置に関する。

従来、この種の玉収容部としては、例えば、転動体である玉を挟んで配置される１対の厚肉保持部と、その厚肉保持部のみを連結する薄肉連結部とを備え、前記１対の玉保持部の互いに対向する内側面及びその内側面と反対側の外側面に玉の曲面に対応した球面状凹部が形成されたものがある（例えば、特許文献１参照）。
また、その特許文献１には、玉収容部に収容されている玉と玉収容部に収容されていない玉とを直動装置の転動体循環路に交互に配置することが記載されている。
特開２０００−２２０６３６号公報

しかしながら、上記従来の技術にあっては、玉保持部の外側面にも玉の曲面に対応した球面状凹部が形成されているため、球面状凹部が隣接する玉に嵌り込むことで、隣接する玉によって玉保持部の動きが制限され、玉収容部に収容されている玉が転動体循環路で方向転換するときに、転動体循環路の曲率半径よりも小さい曲率半径で薄肉連結部が屈曲され、連結腕部の曲げ量が増大し、摺動抵抗が増大する恐れがあった。
本発明は、上記従来の技術に鑑みてなされたものであって、玉保持部の連結腕部の曲げ量を低減可能な玉収容部材及び直動案内装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る玉収容部材は、転動体循環路を転動する玉を挟んで配置される１対の玉保持部と、前記１対の玉保持部を連結する連結腕部と、を備え、前記１対の玉保持部の互いに対向する内側面及び当該内側面と反対側の外側面には、玉を収容する玉収容凹部が形成されており、前記１対の玉保持部の前記外側面の前記玉収容凹部は、その玉保持部の前記転動体循環路内周側端面に開放されていることを特徴とする。

このような構成によれば、玉保持部の外側面の玉収容凹部の開放方向と反対方向（転動体循環路外周側）に玉保持部を摺動でき、隣接する玉によって玉保持部の前記転動体循環路外周側への動きが制限されないので、玉収容部材に収容されている玉が転動体循環路で方向転換するときに、玉保持部が転動体循環路の外周側に動くことができ、玉保持部の外側面に玉の曲面に対応する球面状凹部を形成する方法に比べ、連結腕部に作用する曲げ力を低減することができる。

また、前記１対の玉保持部の前記内側面の前記玉収容凹部は、その玉保持部の前記転動体循環路内周側端面及び外周側端面のうちいずれか一方に前記玉を挿通可能な開口部を有するものであってもよい。
このような構成によれば、玉を挿通可能な開口部がないものに比べ、組み立て時に、玉収容凹部に玉を収容して転動体循環路に配置する作業を容易に行うことができる。

さらに、前記１対の玉保持部の前記内側面の前記玉収容凹部は、その玉保持部の前記転動体循環路内周側端面及び外周側端面の両方に前記玉を挿通可能な開口部を有するものであってもよい。
このような構成によれば、玉を挿通可能な開口部がないものに比べ、組み立て時に、玉収容凹部に玉を収容して転動体循環路に配置する作業を容易に行うことができる。

また、前記連結腕部の前記玉循環方向の長さは、前記玉の直径より長くしてもよい。
このような構成によれば、転動体循環路内に形成される案内溝に連結腕部を摺動可能に嵌め込んだときに、案内溝によって拘束される長さを長くすることができ、転動体収容部材をより安定して案内し、連結腕部が案内溝から脱落することを防止できる。
さらに、前記連結部は、前記転動体循環路外周側に凸状に曲がっていてもよい。

このような構成によれば、連結腕部が予め曲がっているため、玉収容部材に収容されている玉が転動体循環路で方向転換するときに、連結腕部の曲げ量の増大を抑制できる。
一方、本発明に係る直動案内装置は、転動体転送面を有する案内レールと、前記転動体転送面に対向する負荷転送面を含む転動体循環路を有し前記案内レールに相対運動自在に組み付けられたスライダー部と、前記転動体循環路内に配置され前記案内レールに対する前記スライダー部の相対運動に併せて循環する転動体である複数の玉と、前記複数の玉を回転摺動自在に収容する前記請求項１から５のいずれか１項に記載の複数の玉収容部材と、を備えたことを特徴とする。

このような構成によれば、玉保持部の外側面の玉収容凹部の開放方向と反対方向（転動体循環路外周側）に玉保持部を摺動でき、隣接する玉によって玉保持部の前記転動体循環路外周側への動きが制限されないので、玉収容部材に収容されている玉が転動体循環路で方向転換するときに、玉保持部が転動体循環路の外周側に動くことができ、玉保持部の外側面に玉の曲面に対応する球面状凹部を形成する方法に比べ、連結腕部に作用する曲げ力を低減することができる。

また、前記転動体循環路には、前記玉収容部材の前記１対の玉保持部の前記内側面の前記玉収容凹部に収容されている玉と前記内側面の前記玉収容凹部に収容されていない玉とを交互に配置するようにしてもよい。
このような構成によれば、転動体循環路に配置される玉の数を増大し、直動案内装置の負荷容量を大きくすることができる。

さらに、前記転動体循環路内には、前記玉循環方向に沿って前記連結腕部の厚みよりも溝幅が広い案内溝が形成されており、前記連結腕部は、前記案内溝に摺動自在に嵌め込まれていてもよい。
このような構成によれば、案内溝に連結腕部を摺動可能に嵌め込むことで、連結腕部が案内溝から脱落することを防止でき、また、玉収容部材に収容された玉が転動体循環路内で蛇行することなく整然と循環させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
本発明の玉収容部材をベッド又はサドル等の固定部上でテーブル等の可動体を案内する直動案内装置に適用した実施形態を図面に基づいて説明する。
＜構成＞
図１は、本実施形態の直動案内装置１の構成を示す斜視図である。
この直動案内装置１は、図１に示すように、案内レール２、スライダー部３、複数の玉４及び複数の玉収容部材５を含んで構成される。

案内レール２は、細長く延ばされて断面略四角形状をなし、左右両側面には、長手方向の全長にわたって玉４が転動する際に軌道となる転動体転送面（ボール転走溝２ａ）が２条ずつ（合計４条）形成されている。
スライダー部３は、案内レール２に跨架されて（相対運動自在に組み付けられて）断面略コ字状をなし、両袖部の内面には、案内レール２の各ボール転走溝２ａに対向する４条の負荷転送面（負荷転走溝３ａ、ボール転走溝２ａとの組み合わせにより、案内レール２とスライダー部３との間に４本の負荷転走路６を形成する溝）が形成されている。

また、スライダー部３の両袖部の内部には、各負荷転走路６と対応づけられて平行に延びている４本の戻し通路７、及び互いに対応する戻し通路７と負荷転走路６とを結ぶ方向転換路８が形成されている。
そして、スライダー部３は、負荷転走路６、戻し通路７、それらを結ぶ一対の方向転換路８によって無限循環路９を構成している。
無限循環路９の内面には、玉４循環方向に沿って連結腕部１２（後述）の厚みよりも若干広い案内溝１０（玉収容部材５を案内するための溝）が形成されている。

玉４は、無限循環路９内に配置され、案内レール２に対するスライダー部３の相対運動に併せて無限循環路９内を循環する。
玉収容部材５は、図２に示すように、曲げ変位が容易な合成樹脂で一体成形された玉保持部１１及び連結腕部１２を含んで構成される。
玉保持部１１は、玉４の直径よりも外径が小さい略角柱状に形成され、互いに隣り合う玉４の中心を結ぶ線上に軸線が位置するようにそれら玉４間に配置されている（１対の玉保持部１１で玉４を挟むように配置されている）。

１対の玉保持部１１の互いに対向する内側面及び当該内側面と反対側の外側面には、玉４を収容する玉収容凹部１３、１４が形成されている。
玉保持部１１の内側面の玉収容凹部１３（球面状凹部１３）は、玉４の半径と略等しい曲率半径の球面状に形成されている（玉保持部１１の内面全体が玉４と接触している）。
玉保持部１１の外側面（１対の玉保持部１１の軸線方向の両端面）の玉収容凹部１４（Ｕ字状凹部１４）は、玉保持部１１の転動体循環路９内周側端面に開放されている。

連結腕部１２は、厚みが一定の薄い帯状（平らなシート状（側面視で直線状）であり、玉４循環方向の長さが玉４の直径よりも長い帯状）に形成され、玉４の両側面（互いに隣り合う玉４の中心を結ぶ線を挟んだ両側）に同一平面上に位置するように配置され、玉４を挟んで配置されている一対の玉保持部１１の両側面にそれぞれ接続されている（１対の玉保持部１１を連結する）。

なお、連結腕部１２の接続位置は、側面視で玉４の中心を通る位置としてもよく、図３及び図４に示すように、玉４の中心からずれた位置としてもよい。
そして、玉収容部材５は、玉保持部１１の間に玉４を回転自在に組み込み、玉４と玉収容部材５とで一組のユニット１５を構成する。
ユニット１５は、玉収容部材５の連結腕部１２が無限循環路９の案内溝１０に摺動自在に嵌め合わされ、図５に示すように、そのままの玉４と交互に無限循環路９に収容されている（無限循環路９内には、玉収容部材５に収容されている玉４と玉収容部材５に収容されていない玉４とが交互に配置されている）。

＜動作＞
そして、本実施形態の直動案内装置１にあっては、スライダー部３が案内レール２に沿って移動すると、玉４は、スライダー部３からの負荷を受けつつ負荷転走路６の一端から他端まで転動し、方向転換路８に掬い上げられて戻し通路７へ導かれ、反対側の方向転換路８を介して前記負荷転走路６の一端に戻される。
また、その際、玉収容部材５の連結腕部１２が案内溝１０によって規定された一定の軌道に沿って無限循環路９を移動するので、玉収容部材５に保持された玉４は、無限循環路９内で蛇行することなく整然と循環する。

＜作用・効果＞
（１）このように、本実施形態の玉収容部材５にあっては、１対の玉保持部１１の外側面の玉収容凹部１４を、その玉保持部１１の無限循環路９内周側端面に開放した。そのため、玉保持部１１の外側面の玉収容凹部１４の開放方向と反対方向（転動体循環路外周側）に玉保持部１１を摺動でき、隣接する玉４によって玉保持部１１の前記転動体循環路外周側への動きが制限されないので、玉収容部材５に収容されている玉４が無限循環路９で方向転換するときに、玉保持部１１が無限循環路９の外周側に動くことができ、玉保持部１１の外側面に玉４の曲面に対応する球面状凹部を形成する方法に比べ、連結腕部１２の曲げ量を低減することができ、摺動抵抗の増大を防止することができる。

また、連結腕部１２の曲げ量が低減することで、方向転換路８を通過するたびに連結腕部１２が屈曲状態となることによって生じる連結腕部１２の繰り返し曲げ疲労に対する耐久性を向上することができる。
さらに、玉保持部１１の外側面に形成したＵ字状凹部１４に隣接する玉４を嵌め込むことで、各玉４間の距離を短くすることができ、無限循環路９に配置される玉４の数を増大し、直動案内装置１の負荷容量を大きくすることができる。
ちなみに、玉保持部１１の外側面に凹部が形成されておらず、全ての玉４が玉収容部材５に収容されて直動案内装置１の無限循環路９内に配置されているものにあっては、各玉４の間の距離が長くなってしまい、負荷を支持する玉４の数が制限されることになり、直動案内装置１の負荷容量が低下する恐れがある。

（２）なお、本実施形態では、玉保持部１１の内側面に球面状凹部１３を形成し、玉保持部１１の内側面の全体が玉４と接触する構成としたが、例えば、球面状凹部１３としては、図６及び図７に示すように、玉保持部１１の無限循環路９内周側端面及び外周側端面のうちいずれか一方に玉４を挿通可能な開口部１６を有するものであってもよい（玉保持部１１の無限循環路内周側又は外周側のいずれか一方が玉４と接触する構成でもよい）。そのようにすれば、玉４を挿通可能な開口部１６がないものに比べ、直動案内装置１の組み立て時に、玉収容凹部１４に玉４を収容して無限循環路９に配置する作業を容易に行うことができる。

（３）また、球面状凹部１３としては、図８に示すように、玉保持部１１の無限循環路９内周側端面及び外周側端面の両方に玉４を挿通可能な開口部１７を有するものであってもよい。そのようにすれば、玉４を挿通可能な開口部１６がないものに比べ、直動案内装置１の組み立て時に、玉収容凹部１４に玉４を収容して無限循環路９に配置する作業を容易に行うことができる。
（４）さらに、連結腕部１２の玉４循環方向の長さは、玉４の直径より長くした。そのため、無限循環路９内に形成される案内溝１０に連結腕部１２を摺動可能に嵌め込んだときに、案内溝１０によって拘束される長さを長くすることができ、玉収容部材５をより安定して案内し、連結腕部１２が案内溝１０から脱落することを防止できる。

（５）なお、本実施形態では、連結腕部１２として、平らなシート状のものを用いる例を示したが、これに限られるものではない。例えば、図９及び図１０に示すように、無限循環路９外周側に凸状に曲がっているものを用いてもよい。そのようにすれば、連結腕部１２が予め凸状に曲がっているため、玉収容部材５に収容されている玉４が無限循環路９で方向転換するときに、連結腕部１２の曲げ量の増大を抑制し、摺動抵抗の増大を防止することができる。
また、玉保収容部材５の連結腕部１２を玉４の両側面に配置する例を示したが、これに限られるものではない。例えば、図１１に示すように、玉４の一方の側面にのみ配置するようにしてもよい。そのようにすれば、連結腕部１２を玉４の両側面に配置する方法に比べ、方向転換路８で曲がりやすくなり、方向転換路８での動きがより柔軟になる。

（６）さらに、本発明に係る直動案内装置は、１対の玉保持部１１の外側面の玉収容凹部１４を、その玉保持部１１の無限循環路９内周側端面に開放した。そのため、玉保持部１１の外側面の玉収容凹部１４の開放方向と反対方向（転動体循環路外周側）に玉保持部１１を摺動でき、隣接する玉４によって玉保持部１１の前記転動体循環路外周側への動きが制限されないので、玉収容部材５に収容されている玉４が無限循環路９で方向転換するときに、玉保持部１１が無限循環路９の外周側に動くことができ、玉保持部１１の外側面に玉４の曲面に対応する球面状凹部を形成する方法に比べ、連結腕部１２の曲げ量を低減することができ、摺動抵抗の増大を防止することができる。

（７）また、無限循環路９には、玉収容部材５に収容されている玉４と玉収容部材５に収容されていない玉４とを交互に配置するようにした。そのため、無限循環路９に配置される玉４の数を増大し、直動案内装置１の負荷容量を大きくすることができる。また、玉４同士の相互接触を防止し、玉４の転動時の騒音及び摩擦を抑制することができる。
なお、玉４の配置状態としては、負荷容量の観点及び玉４同士の衝突による騒音の観点から交互に配置することが望ましいが、各種部品の寸法誤差や膨潤等により、無限循環路９の経路長を一定で且つ精度を抑えることは難しい。そのため、玉収容部材５に収容されている玉４と玉収容部材５に収容されていない玉４とを必ずしも全部交互に配置しなくてもよく、寸法誤差等との兼ね合いから、図１２及び図１３に示すように、部分的には、玉４同士が隣接したり、玉収容部材５に収容されている玉４同士が隣接したりしてもよい。そのようにすれば、玉収容部材５に収容されている玉４と玉収容部材５に収容されていない玉４とを交互に配置できるように無限循環路９の長さやスライダー部３の長さを調整する必要がなく、前記交互に配置する方法に比べ、精度を粗くすることができる。

（８）さらに、無限循環路９内に、玉４循環方向に沿って連結腕部１２の厚みよりも溝幅が広い案内溝１０を形成し、その案内溝１０に連結腕部１２を摺動自在に嵌め込むようにした。そのため、案内溝１０に連結腕部１２を摺動可能に嵌め込むことで、連結腕部１２が案内溝１０から脱落することを防止でき、また、玉収容部材５に収容された玉４が無限循環路９内で蛇行することなく整然と循環させることができる。

本実施形態の直動案内装置の構成を示す斜視図である。 玉保持部の構成を示す斜視図である。 玉保持部の変形例を示す側面図である。 玉保持部の変形例を示す側面図である。 玉の配置状態を説明するための説明図である。 玉保持部の変形例を示す側面図である。 玉保持部の変形例を示す側面図である。 玉保持部の変形例を示す平面図である。 玉保持部の変形例を示す側面図である。 玉保持部の変形例を示す側面図である。 玉保持部の変形例を示す平面図である。 玉の配置状態の変形例を説明するための説明図である。 玉の配置状態の変形例を説明するための説明図である。

符号の説明

１は直動案内装置、２は案内レール、２ａはボール転走溝、３はスライダー部、３ａは負荷転走溝、４は玉、５は玉収容部材、５は玉保収容部材、６は負荷転走路、７は戻し通路、８は方向転換路、９は無限循環路、１０は案内溝、１１は玉保持部、１２は連結腕部、１３は球面状凹部、１４はＵ字状凹部、１５はユニット、１６は開口部、１７は開口部

Claims (8)

1. 転動体循環路を転動する玉を挟んで配置される１対の玉保持部と、前記１対の玉保持部を連結する連結腕部と、を備え、
   前記１対の玉保持部の互いに対向する内側面及び当該内側面と反対側の外側面には、玉を収容する玉収容凹部が形成されており、
   前記１対の玉保持部の前記外側面の前記玉収容凹部は、その玉保持部の前記転動体循環路内周側端面に開放されていることを特徴とする玉収容部材。
2. 前記１対の玉保持部の前記内側面の前記玉収容凹部は、その玉保持部の前記転動体循環路内周側端面及び外周側端面のうちいずれか一方に前記玉を挿通可能な開口部を有することを特徴とする請求項１に記載の玉収容部材。
3. 前記１対の玉保持部の前記内側面の前記玉収容凹部は、その玉保持部の前記転動体循環路内周側端面及び外周側端面の両方に前記玉を挿通可能な開口部を有することを特徴とする請求項１に記載の玉収容部材。
4. 前記連結腕部の前記玉循環方向の長さは、前記玉の直径より長いことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の玉収容部材。
5. 前記連結部は、前記転動体循環路外周側に凸状に曲がっていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の玉収容部材。
6. 転動体転送面を有する案内レールと、前記転動体転送面に対向する負荷転送面を含む転動体循環路を有し前記案内レールに相対運動自在に組み付けられたスライダー部と、前記転動体循環路内に配置され前記案内レールに対する前記スライダー部の相対運動に併せて循環する転動体である複数の玉と、前記複数の玉を回転摺動自在に収容する前記請求項１から５のいずれか１項に記載の複数の玉収容部材と、を備えたことを特徴とする直動案内装置。
7. 前記転動体循環路には、前記玉収容部材に収容されている玉と前記玉収容部材に収容されていない玉とが交互に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の直動案内装置。
8. 前記転動体循環路内には、前記玉循環方向に沿って前記連結腕部の厚みよりも溝幅が広い案内溝が形成されており、
   前記連結腕部は、前記案内溝に摺動自在に嵌め込まれていることを特徴とする請求項６又は７に記載の直動案内装置。

Images