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JP3420204B2 - 案内装置 - Google Patents

案内装置

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Publication number
JP3420204B2
JP3420204B2 JP2000351200A JP2000351200A JP3420204B2 JP 3420204 B2 JP3420204 B2 JP 3420204B2 JP 2000351200 A JP2000351200 A JP 2000351200A JP 2000351200 A JP2000351200 A JP 2000351200A JP 3420204 B2 JP3420204 B2 JP 3420204B2
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JP
Japan
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load
rolling
ball
rolling surface
slide block
Prior art date
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JP2000351200A
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English (en)
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JP2002155936A (ja
Inventor
英一 道岡
智純 村田
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THK Co Ltd
Original Assignee
THK Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to GB0126857A priority patent/GB2370522B/en
Priority to US09/987,583 priority patent/US6685354B2/en
Priority to DE10156339.6A priority patent/DE10156339B4/de
Priority to KR1020010071231A priority patent/KR100561989B1/ko
Priority to CNB2005100091707A priority patent/CN100469522C/zh
Priority to CNB011374918A priority patent/CN1214893C/zh
Publication of JP2002155936A publication Critical patent/JP2002155936A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3420204B2 publication Critical patent/JP3420204B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/22Feeding members carrying tools or work
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/38Ball cages
    • F16C33/3825Ball cages formed as a flexible belt, e.g. spacers connected by a thin film
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/04Ball or roller bearings
    • F16C29/06Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load
    • F16C29/0602Details of the bearing body or carriage or parts thereof, e.g. methods for manufacturing or assembly
    • F16C29/0609Details of the bearing body or carriage or parts thereof, e.g. methods for manufacturing or assembly of the ends of the bearing body or carriage where the rolling elements change direction, e.g. end caps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/04Ball or roller bearings
    • F16C29/06Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load
    • F16C29/0633Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides
    • F16C29/0635Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides whereby the return paths are provided as bores in a main body of the U-shaped carriage, e.g. the main body of the U-shaped carriage is a single part with end caps provided at each end
    • F16C29/0638Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides whereby the return paths are provided as bores in a main body of the U-shaped carriage, e.g. the main body of the U-shaped carriage is a single part with end caps provided at each end with balls
    • F16C29/0642Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides whereby the return paths are provided as bores in a main body of the U-shaped carriage, e.g. the main body of the U-shaped carriage is a single part with end caps provided at each end with balls with four rows of balls

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば工作機械等
の直線案内部においてテーブル等の可動体をベッド等の
固定部上で案内する目的で使用され、無限循環する多数
の転動体を備えたスライダが軌道レールに沿って自在に
往復動可能な案内装置に係り、詳細には、スライダ内に
おいて転動体を高速で無限循環させ、ひいては上記軌道
レールに対するスライダの高速運動を達成するための改
良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の案内装置としては、ベッ
ド等の固定部に配設されると共にボール又はローラ等の
転動体の転走面が形成された軌道レールと、多数の転動
体を介してこの軌道レールに組み付けられ、テーブル等
の可動体を支持しながら上記軌道レールに沿って移動す
るスライダとから構成されるものが知られている。
【0003】上記スライダは、転動体を介して軌道レー
ルの転走面と対向する負荷転走面及びこの負荷転走面と
平行な戻し通路を有し、上記転動体の転動に伴い軌道レ
ールに沿って移動自在なスライドブロックと、このスラ
イドブロックの前後両端面に夫々固定されると共に、該
スライドブロックの負荷転走面と軌道レールの転走面と
の間から抜け出た転動体を上記戻し通路に向けて案内す
るU字型の方向転換路を有する一対のエンドキャップと
から構成されており、上記エンドキャップをスライドブ
ロックの前後両端面に固定することで上記負荷転走面と
戻し通路の端部間とが方向転換路で連結され、転動体の
無限循環路がスライダ内に完成するようになっている。
【0004】スライダの無限循環路内を循環する転動体
は、スライドブロックの負荷転走面と軌道レールの転走
面との間、すなわち負荷領域では該スライドブロックに
作用する荷重を負荷しながら転走する一方、上記方向転
換路及び戻し通路から構成される無負荷領域では荷重か
ら開放され、何ら荷重を負荷しない無負荷状態で転走し
ている。図7は無負荷領域と負荷領域との接続部、すな
わち方向転換路100を無負荷状態で転走してきた転動
体101が軌道レール102の転走面103とスライド
ブロック104の負荷転走面105との間に進入する様
子を示した拡大断面図である。スライドブロック104
の負荷転走面105とボール又はローラといった転動体
101は鋼製ではあるものの完全な剛体ではなく、若干
の弾性を備えていることから、上記負荷領域では荷重に
よって僅かに弾性変形し、無負荷領域では荷重から開放
されて元の形状に復元する。従って、無負荷領域を構成
する戻し通路や方向転換路100の内径は転動体101
の直径よりもを大きいが、負荷領域におけるスライドブ
ロック104の負荷転走面105と軌道レール102の
転走面103との間隔は転動体101の直径よりも小さ
いことになる。このため、無負荷領域を転走してきた転
動体101が唐突に負荷領域に進入したのでは、かかる
負荷領域の入り口において転動体101が急激に圧縮さ
れる結果となり、転動体101の循環に対して大きな抵
抗が作用する他、転動体101の循環に伴う騒音も大き
なものとなってしまう。このため、無負荷領域から負荷
領域へ転がり込む転動体101を円滑に弾性変形させる
べく、従来より、上記負荷転走面105の長手方向の両
端部にはクラウニング加工が施されており、上記負荷領
域の両端は僅かではあるが無負荷領域に向けてラッパ状
に拡開している。これにより、無負荷領域から負荷領域
へ転がり込んだ転動体101は徐々に圧縮されながら負
荷領域の奥へと転走し、かかる転動体101の循環抵抗
の低減化及び騒音の低減化が図られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】一方、前述の如く、無
負荷領域を構成する方向転換路100は負荷転走面10
5が形成されたスライドブロック104と別体であるエ
ンドキャップ107に形成されており、無負荷領域と負
荷領域との間における転動体101の受け渡しを円滑に
行うためには、上記エンドキャップ107をスライドブ
ロック104に対して正確に位置決めする必要がある。
このため、従来より、エンドキャップ107側に突設し
たボス部をスライドブロック104の端面に形成した凹
穴部に合致させる等して、スライドブロック104に対
するエンドキャップ107の取り付け位置精度を高め、
クラウニングされた負荷転走面105の縁部を方向転換
路100の内径側の側壁面106と完全に一致させる試
みがなされている。
【0006】しかし、負荷転走面105の形成精度や合
成樹脂製エンドキャップ107の成形精度等との関係か
ら、スライドブロック104に対するエンドキャップ1
07の取り付け位置精度を高めた場合であっても、図7
中に破線で示すように、方向転換路100の内径側の側
壁面106が負荷転走面105の縁部に対して低くなっ
てしまい、結果的に負荷転走面105の縁部が方向転換
路100との接続部で僅かに突出してしまう場合があ
る。このような状態で転動体101が方向転換路100
から負荷領域へ進入すると、かかる転動体101が突出
した負荷転走面105の縁部に衝突してしまう。このよ
うな現象は軌道レールに対するスライダの移動速度が低
速の時は余り問題とならないが、スライダの移動速度の
高速化が必要とされるような場合には顕著な問題点とな
る。軌道レールに対するスライダの移動速度が高速化す
ると、単位時間当たりに一層多数のボールが負荷転走面
の縁部に衝突することになり、転動体の循環に対して作
用する抵抗や騒音が無視し得ない大きさになるからであ
る。また、衝突エネルギは速度の2乗に比例することか
ら、突出した負荷転走面の縁部が損傷し易くなる。
【0007】一方、上記方向転換路の内径側に位置する
半円状の案内部は、従来、エンドキャップと共にスライ
ドブロックに組み付けられていたが、近年では無限循環
路の形成精度を高めるため、合成樹脂の射出成形を用い
て上記半円状案内部をスライドブロックの端面に対して
直接成形することも行われている(特開平7−3177
62号公報)。しかし、その場合であっても、射出成形
精度との関係から負荷転走面の縁部と半円状案内部に設
けられた方向転換路の内側面とを段差なく完全に合致さ
せることは困難であり、転動体の高速循環においては前
述した問題点が存在していた。
【0008】本発明はこのような問題点に鑑みなされた
ものであり、その目的とするところは、転動体が無負荷
領域から負荷領域へ転がり込む際の衝突を除去し、スラ
イダと軌道レールとが高速で相対運動する場合における
摺動抵抗及び騒音の低減を図ることが可能な直線案内装
置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
には、本来、上記直線案内装置を組み立てた際に負荷転
走面と方向転換路の内径側の側壁面とが完全に一致し、
これらの面が連続した一つの面を形成するのが理想的で
ある。しかし、各部品の成形精度や位置決め精度には予
め設定された公差が存在することから、その実現のため
には極めて高精度にスライダ本体やエンドキャップ等を
加工し、また、これら部品の組み立ても極めて高精度に
行わなければならず、その実現は困難である。
【0010】そこで、本発明の直線案内装置では、上記
方向転換路と負荷転走面とが接続する部位において、か
かる方向転換路の内径側の側壁面と負荷転走面とを敢え
て連続する面となるように形成せず、上記側壁面に対し
て負荷転走面の入り口の縁部が低くなるような段部を意
図的に形成するものである。
【0011】このような技術的手段によれば、負荷転走
面の長手方向の縁部が方向転換路の内径側の側壁面より
も没した状態にあるので、方向転換路から負荷領域へ進
入する転動体が負荷転走面の縁部に衝突を生じることが
なく、転動体を無負荷領域から負荷領域へ円滑に送り込
むことができるものである。また、方向転換路は元々転
動体の直径よりも大きな内径を有していることから、方
向転換路の内径側の側壁面が負荷転走面の入口縁部より
も突出している場合であっても、負荷領域から方向転換
路に進入する転動体が上記側壁面の角に引っ掛かること
はなく、転動体を負荷領域から無負荷領域へ円滑に送り
込むことが可能である。
【0012】かかる段部の大きさは転動体の直径に対し
て5%程度であるが、この程度の大きさの段部であれば
負荷転走面やエンドキャップを形成する際の公差を調整
することで容易に形成することができ、しかも該段部の
大きさには許容された範囲が存在することから、上記側
壁面と負荷転走面とを完全に合致させる場合と比較して
極めて容易である。
【0013】一方、部品の形成精度やその組み立てのみ
をもって負荷転走面と方向転換路の内径側の側壁面とを
一致させることができない場合であっても、組み立て後
に加工を施すことにより、かかる負荷転走面と側壁面と
を一致させることが可能である。すなわち、互いに隣接
する負荷転走面と側壁面とを同時に研削することによっ
て、側壁面に対する負荷転走面の入口縁部の突出を取り
除き、これらの面を段差なく連続する面として仕上げる
ことができる。これによれば、若干の手間は生じるもの
の、理想的とされる負荷領域と無負荷領域の連続性を確
保することができ、転動体の循環の円滑化を図ることが
できるものである。
【0014】尚、本発明は軌道レールとスライダとから
構成される直線案内装置のボール無限循環路のみらず、
スプライン軸とこれに沿って移動するナット部材とから
構成されるボールスプラインの無限循環路にも適用する
ことが可能である。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の直線案内装置を詳細に説明する。図1は本発明を適用
した直線案内装置の一例を示す切り欠き斜視図である。
この直線案内装置は、長手方向に沿ってボールの転走面
11が形成された軌道レール1と、転動体としての多数
のボール3を介してこの軌道レール1に係合すると共に
内部に該ボール3の無限循環路を備えたスライダ2と、
このスライダ2の移動方向の前後両端面に装着されると
共に軌道レール1の上面及び両側面に密着するシール部
材5とから構成されており、かかるボール3の循環に伴
って上記スライダ2が軌道レール1上を往復運動するよ
うに構成されている。
【0016】図2に示すように、上記軌道レール1は長
手方向に垂直な縦断面が略矩形状に形成されており、固
定ボルトを挿通させるための取り付け孔10が長手方向
に適宜間隔をおいて貫通形成されている。また、軌道レ
ール1の上面には上記取り付け孔10を挟むようにして
2条のボール転走溝11が形成される一方、両側面にも
1条のボール転走溝11が夫々形成されており、これら
4条のボール転走溝はボール3の球面の曲率よりも僅か
に大きな曲率で深溝状に形成されている。
【0017】上記スライダ2は、テーブル等の可動体
(図示せず)の取付け面20を備えた金属製のスライド
ブロック21と、このスライドブロック21の前後両端
面に固定された一対の合成樹脂製エンドキャップ22,
22とから構成されており、軌道レール1の上部が遊嵌
する凹所を下面側に備えて断面略サドル状に形成されて
いる。
【0018】上記スライドブロック21は、上記取り付
け面20が形成された基部21a及びこの基部21aの
両端から垂下する一対のスカート部21b,21bを備
えて断面略サドル状に形成されており、上記取り付け面
20には可動体をボルト固定するためのタップ穴20a
が複数形成されている。各スカート部21bの内側面及
び基部21aの下面側には軌道レール1のボール転走溝
11と夫々対向する4条の負荷転走溝23が形成されて
おり、ボール3はこれら負荷転走溝23と軌道レールの
ボール転走溝11との間、すなわち負荷領域で荷重を負
荷しながら転走し、これによってスライダ2が軌道レー
ル1上を移動するようになっている。
【0019】また、スライドブロック21の基部21a
及び各スカート部21bには各負荷転走溝23と平行に
対応するボール戻し通路24が夫々穿設されている。図
3はスライダに具備されたボールの無限循環路を示す断
面図である。上記ボール戻し通路24は上記エンドキャ
ップ22によって形成される略U字型の方向転換路25
によって負荷転走溝23と連通連結されている。すなわ
ち、この方向転換路25はスライドブロック21の負荷
転走溝23を転走し終えたボール3を掬い上げて上記ボ
ール戻し通路24へ送り込む一方、このボール戻し通路
24から負荷転走溝23へボール3を送り出すように構
成されている。従って、これらエンドキャップ22を図
示外の取付ボルトを用いてスライドブロック21に固定
することにより、上記スライダ2にボール3の無限循環
路が形成されるようになっている。
【0020】一方、図3に示すように、スライドブロッ
ク21の移動方向の両端面は上記エンドキャップ22を
固定するためのキャップ取付部40によって覆われてい
る。このキャップ取付部40にはエンドキャップ22の
内側面と嵌合する位置決め段部41が形成されており、
エンドキャップ22をスライドブロック21に固定する
際に該エンドキャップ22を精度良く位置決めし得るよ
うになっている。このキャップ取付部40はスライドブ
ロック21が設置された金型内に溶融樹脂を射出する、
いわゆるインサート成形法によりスライドブロック21
と一体に成形されている。樹脂に代え、アルミニウム等
の軽金属を用いてキャップ取付部40がダイカスト成形
されることもある。また、かかるインサート成形に限ら
ず、スライドブロック21とキャップ取付部40とを別
々に形成し、後に組み立てるものとしてもよい。
【0021】このキャップ取付部40には方向転換路の
内径側の側壁面を形成する半円状の案内部42が突出し
ており、エンドキャップ22と協働して前述の方向転換
路25を形成するように構成されている。エンドキャッ
プ22側には方向転換路25の外形側の側壁面を形成す
る半円状の案内溝43が形成されており、エンドキャッ
プ22をキャップ取り付け部40に対して固定する際
に、キャップ取付部40側の案内部42をエンドキャッ
プ22側の案内溝43に嵌合させることで、前述した略
U字状の方向転換路25が形成されるようになってい
る。
【0022】また、スライドブロック21の両端面に形
成されたキャップ取付部40は上記ボール戻し通路24
を介して互いに結合されている。すなわち、上記ボール
戻し通路24はスライドブロック21に形成された貫通
孔44の内周面を合成樹脂の管状体45で被覆して形成
されており、かかる管状体45がスライドブロック21
の両端面を被覆する一対のキャップ取付部40,40を
互いに連結している。この管状体45はキャップ取付部
40と同時にインサート成形法で成形され、スライドブ
ロック21の貫通孔44の内周面を被覆する。従って、
スライドブロック21の両端面に形成されたキャップ取
付部40は、かかるスライドブロック21を貫通する管
状体45を介して一体化されており、金属製のスライド
ブロック21に対して強固に固定された状態にある。
【0023】更に、スライドブロック21の基部21a
の下面側及びスカート部21bの内面側にも、一対のキ
ャップ取付部40を互いに連結する合成樹脂製の被覆部
46が形成されている。この被覆部46も上記キャップ
取付部40や管状体45と同時にインサート成形法で成
形され、上記管状体45と相まって一対のキャップ取付
部40をスライドブロック21に対して強固に固定して
いる。また、この被覆部46はスライドブロック21に
形成されたボール3の負荷転走溝23を避けるようにし
て形成されており、後述するボール連結体のベルト部を
案内する機能も備えている。
【0024】この直線案内装置において、ボール3はそ
のままスライダ2の無限循環路に組み込まれるのではな
く、多数のボール3を数珠状に繋げたボール連結体6と
して無限循環路に組み込まれている。図4はこのボール
連結体6の一例を示すものである。かかるボール連結体
6は、可撓性を有する合成樹脂製の連結体ベルト60
と、この連結体ベルト60に対して所定の間隔で一列に
配列された多数のボール3とから構成されている。上記
連結体ベルト60は互いに隣接するボール3の間に配さ
れた複数の間座部61を有すると共に、これら間座61
をベルト部62で連結して構成されており、各間座部6
1にはボール3の球面に摺接する球面座63が形成され
ている。従って、各ボール3は両脇に位置する一対の間
座部61によって回転自在に包持された状態にあり、か
かる状態の下、多数のボール3が連結体ベルト60によ
って結合されている。そして、ボール3はこのボール連
結体6として、図3に示すように、スライダ2の各無限
循環路に対して1本ずつ組み込まれている。尚、ボール
3の循環中における連結体ベルト60の捩れを防止する
ため、戻し通路24を構成する樹脂製管状体45の内周
面にはボールの転走方向に沿った一対の凹溝47が形成
されており、連結体ベルト60のベルト部62がこの凹
溝47に沿って案内されるようになっている。また、同
様の凹溝48がスライドブロック21の負荷転走溝23
の両側に位置する被覆部46に対しても形成されてい
る。
【0025】図5は、上記無限循環路における負荷領域
と方向転換路25との接続部分を示す拡大断面図であ
る。ボール3は荷重が作用していない無負荷状態で方向
転換路25内を転走した後、スライダ2の負荷転走溝2
3と軌道レール1の転走溝11との間の負荷領域に転が
り込み、かかる負荷領域でスライダ2に作用する荷重を
負荷しながら転走する。無負荷領域である方向転換路2
5の内径はボール3の直径よりも若干大きく形成されて
おり、当然のことながら方向転換路25の入り口の広
さ、すなわち方向転換路25の内径側の側壁面50と軌
道レールの転走溝との距離d1もボール直径より若干大
きく形成されている。一方、負荷領域においてはボール
3がスライダ2の負荷転走溝23と軌道レール1の転走
溝11との間に挟まれて荷重を負荷しており、これら負
荷転走溝23と転走溝11との距離d2は最大でもボー
ル直径と略同等であり、スライダ2に対して荷重が作用
していたり、ボール3に対して予圧が付与されてたりす
る場合にはボール3の直径よりも小さくなる。従って、
仮に負荷転走溝23が負荷領域の全長において軌道レー
ル1と完全に平行に形成されているとしたら、無負荷領
域から負荷領域へ進入するボール3は、かかる領域の境
界において急激に圧縮されることになり、円滑なボール
3の循環が阻害される他、負荷転走溝23とボール3と
の唐突な接触によって騒音も発生し易い。このため、図
5に示されるように、負荷領域の両端においては負荷転
走溝23に対してクラウニング領域Aが設けられてお
り、負荷転走溝23と転走溝11との距離が方向転換路
25に近づくにつれて徐々に拡がるように設定されてい
る。このような負荷転走溝23のクラウニング領域の存
在により、無負荷領域から負荷領域へ進入したボール3
はその進行につれて徐々に圧縮されて荷重を負荷するよ
うになり、ボール3の円滑な循環や騒音の低減を図るこ
とができるようになっている。
【0026】また、エンドキャップ22に形成された案
内溝43の軌道レール1側の端部には、ボール3を軌道
レール1の転走溝11から離脱させるための掬い上げ部
49が形成されており、ボール3は負荷領域から方向転
換路25内に進入して荷重から解放された後に、上記
い上げ部49によって軌道レール1の転走溝11から離
間し、略U字状に形成された方向転換路25内の奥へと
転走する。
【0027】しかし、方向転換路25の内径側に位置す
る半円状の案内部42は、前述の如くスライドブロック
21に対して射出成形で固定されており、負荷転走溝2
3の長手方向の縁部と上記案内部42に形成された方向
転換路25の側壁面50とを段差なく完全に一致させる
ことは困難である。仮に負荷転走溝23と方向転換路2
5の側壁面50とが完全に一致せず、負荷転走溝23が
側壁面50よりも軌道レール1側に突出した場合には、
譬え前述の如くクラウニング領域Aが設けられていたと
しても、方向転換路25から負荷領域へ進入するボール
3が負荷転走溝23の縁部に衝突することになり、やは
り円滑なボール3の循環が阻害される他、負荷転走溝2
3とボール3との唐突な接触によって騒音も発生し易
い。
【0028】このことから、本実施例の直線案内装置で
は、図5に示すように、負荷転走溝23の縁部が方向転
換路25の内径側の側壁面50に対して低くなるような
段部51を敢えて設け、案内部42の成形誤差や負荷転
走溝23の形成誤差が存在する場合であっても、かかる
負荷転走溝23が方向転換路25の側壁面50よりも軌
道レール1側に突出するのを防止している。この段部5
1の大きさはボール直径に対して5%程度である。これ
により、方向転換路25から負荷領域へ進入するボール
3が負荷転走溝23の縁部に衝突することがなくなり、
ボール3の円滑な循環を達成することができるものであ
る。このような構成はボール3が極めて高速で無限循環
路内を転走している場合に有効であり、かかる構成を採
用した直線案内装置は軌道レール1に対してスライダ2
が高速で移動した場合であっても、かかるスライダ2を
極めて小さな抵抗で移動させ、且つ、移動時の騒音の発
生を可及的に抑えることが可能となる。
【0029】尚、前述のような段部51が存在する場
合、方向転換路25の側壁面50の縁部は負荷転走溝2
3に対して軌道レール1側へ突出していることになる
が、方向転換路25の入口の大きさd1は前述の如くボ
ール3の直径よりも大きいので、ボール3が負荷領域か
ら方向転換路25に進入する際に、かかるボールが段部
51に引っ掛かることはない。また、エンドキャップ2
2に形成された掬い上げ部49は、ボール3が方向転換
路25内に進入して荷重から解放された後に該ボール3
と接触する位置に設けられており、ボール3は荷重から
解放されても、掬い上げ部49に到達する迄の間は軌道
レール1の転走溝11上を転走することになる。従っ
て、この点においても負荷領域から無負荷領域へ進入す
るボール3が上記段部51に引っ掛かりを生じることは
ない。
【0030】一方、このように段部51を敢えて形成し
ない場合であっても、射出成形によって案内部42がス
ライドブロック21の端面に形成された後に、負荷転走
溝23のクラウニング領域Aを再度研削し、かかる負荷
転走溝23の縁部を上記案内部42の側壁面50に合致
する高さに修正することも可能である。このような作業
はリューターを用いて行われる。そして、このように負
荷転走溝23のクラウニング領域Aの再研削を行えば、
図6に示すように、負荷転走溝23と方向転換路25の
内径側の側壁面50とを段差なく完全に合致させ、これ
らを連続した面とすることができるので、段差51を形
成した場合と同様、ボール3の円滑な循環を確保するこ
とが可能となる。
【0031】尚、図を用いて説明した前記実施例では、
方向転換路の内径側の案内部42がインサート成形法に
よって金属製のスライドブロックと一体に成形される例
を示したが、かかる案内部がエンドキャップと共にスラ
イドブロックに固定されるタイプの直線案内装置であっ
ても本発明を適用してボール循環の円滑化を図ることが
可能である。
【0032】また、前述した実施例においては軌道レー
ルが直線状に形成されているが、かかる軌道レールが曲
率を持って曲線状に形成されていても良い。
【0033】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の直線
案内装置によれば、方向転換路から負荷領域へ進入する
転動体が負荷転走面の縁部に引っ掛かりを生じることが
なく、転動体を無負荷領域から負荷領域へ、無負荷領域
から負荷領域へ円滑に送り込むことができるので、転動
体がスライダの無限循環路内を高速で転走する場合に、
かかる転走に伴う抵抗及び騒音の発生を抑えることがで
き、スライダと軌道レールとの高速相対運動を極めて円
滑に且つ静粛に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明を適用した直線案内装置の一実施例を
示す斜視図である。
【図2】 実施例に係る直線案内装置の正面断面図であ
る。
【図3】 図2のIII−III線断面図である。
【図4】 実施例に係るスライダの無限循環路に組み込
まれるボール連結体を示す斜視図である。
【図5】 実施例に係る直線案内装置の負荷領域と方向
転換路との接続部の一例を示す拡大断面図である。
【図6】 実施例に係る直線案内装置の負荷領域と方向
転換路との接続部の他の例を示す拡大断面図である。
【図7】 従来の直線案内装置における負荷領域と方向
転換路との接続部の例を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
1…軌道レール、2…スライダ、3…ボール、11…転
走溝(転走面)、23…負荷転走溝(負荷転走面)、2
4…戻し通路、25…方向転換路、50…側壁面、51
…段部
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−317762(JP,A) 特開 平10−47343(JP,A) 特開 平11−264414(JP,A) 特開 平9−303388(JP,A) 特開 平9−291937(JP,A) 実開 昭61−137115(JP,U) 実開 平4−39416(JP,U) 特公 昭56−2206(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16C 29/06

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 長手方向に沿って転動体の転走面が形成
    された軌道レールと、 上記転走面に対向する負荷転走面及びこの負荷転走面と
    平行な転動体の戻し通路を備えると共に、これら負荷転
    走面及び戻し通路の両端部を夫々連通連結して転動体の
    無限循環路を完成させる一対の方向転換路を備え、上記
    軌道レールに対して相対移動自在に組み付けられたスラ
    イダと、 このスライダの負荷転走面と軌道レールの転走面との間
    で荷重を負荷すると共に、上記無限循環路内を循環する
    複数の転動体とを備えた案内装置において、 上記スライダは、上記負荷転走面及び戻し通路が形成さ
    れた金属製のスライドブロックと、このスライドブロッ
    クの両端に固定されると共に上記方向転換路が形成され
    た一対の樹脂製エンドキャップとから構成され、更に、 上記方向転換路と負荷転走面とが接続する部位では、か
    かる方向転換路の内径側の側壁面に対して負荷転走面が
    低くなる段部が形成されていることを特徴とする案内装
    置。
  2. 【請求項2】 上記段部の大きさは転動体の直径の5%
    程度に設定されていることを特徴とする請求項1記載の
    案内装置。
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