JP2003314657A - 保持ピースおよびこれを備えた直動装置 - Google Patents
保持ピースおよびこれを備えた直動装置Info
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
- F16C33/37—Loose spacing bodies
- F16C33/3706—Loose spacing bodies with concave surfaces conforming to the shape of the rolling elements, e.g. the spacing bodies are in sliding contact with the rolling elements
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C29/00—Bearings for parts moving only linearly
- F16C29/04—Ball or roller bearings
- F16C29/06—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load
- F16C29/0633—Ball 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
- F16C29/0635—Ball 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
- F16C29/0638—Ball 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
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- F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
- F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
- F16H25/20—Screw mechanisms
- F16H25/22—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
- F16H25/2204—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls
- F16H25/2233—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls with cages or means to hold the balls in position
- F16H25/2238—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls with cages or means to hold the balls in position using ball spacers, i.e. spacers separating the balls, e.g. by forming a chain supporting the balls
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ボールねじの保持ピースの形状を工夫して、ボ
ール溝および段差と接触しても疵が生じ難く、ボールの
移動に支障を来さないようにする。 【解決手段】保持ピース１は略円柱体からなり、円柱の
２つの底面にボール２を受ける凹面３が形成されてい
る。保持ピース１をなす略円柱体は、円柱１１の全外周
面に断面が弓形の突起１２を一体化し、円柱１１と突起
１２をなす弓形との境界に、曲率半径ｒの丸み１３を設
けた形状である。
ール溝および段差と接触しても疵が生じ難く、ボールの
移動に支障を来さないようにする。 【解決手段】保持ピース１は略円柱体からなり、円柱の
２つの底面にボール２を受ける凹面３が形成されてい
る。保持ピース１をなす略円柱体は、円柱１１の全外周
面に断面が弓形の突起１２を一体化し、円柱１１と突起
１２をなす弓形との境界に、曲率半径ｒの丸み１３を設
けた形状である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、保持ピースに特徴
のある直動装置（ボールねじやリニアガイド等）に関す
る。
のある直動装置（ボールねじやリニアガイド等）に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ボールねじやリニアガイドは、ねじ軸
（案内レール）およびナット（スライダ）に設けた両ボ
ール溝で構成される軌道を、転動体であるボールが負荷
状態で転動することで、ナット（スライダ）がねじ軸
（案内レール）に沿って直線移動する装置である。ま
た、前記軌道の終点から始点へボールを移動させる循環
部を有し、この循環部と前記軌道によりボール循環経路
が構成されている。
（案内レール）およびナット（スライダ）に設けた両ボ
ール溝で構成される軌道を、転動体であるボールが負荷
状態で転動することで、ナット（スライダ）がねじ軸
（案内レール）に沿って直線移動する装置である。ま
た、前記軌道の終点から始点へボールを移動させる循環
部を有し、この循環部と前記軌道によりボール循環経路
が構成されている。
【０００３】このようなボールねじやリニアガイドで
は、転動体であるボールとボールの間に保持ピース
（「セパレータ」とも称される。）を配置することで、
ボール同士の競り合いをなくし、作動性と耐久性を向上
させることが行われている。この保持ピースの従来例
を、図７を用いて説明する。図７（ａ）はこの保持ピー
スの正面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のＣ−Ｃ線
断面図である。これらの図に示すように、この保持ピー
ス１０は略円柱状であって、円柱の２つの底面にボール
２を受ける凹面３が形成されている。また、この保持ピ
ース１０には、円柱の中心軸に沿った貫通穴４が設けて
ある。この貫通穴４は、油溜まりとして機能する。ま
た、保持ピースは、通常、プラスチック材料等の弾性変
形し易い材料で形成されている。
は、転動体であるボールとボールの間に保持ピース
（「セパレータ」とも称される。）を配置することで、
ボール同士の競り合いをなくし、作動性と耐久性を向上
させることが行われている。この保持ピースの従来例
を、図７を用いて説明する。図７（ａ）はこの保持ピー
スの正面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のＣ−Ｃ線
断面図である。これらの図に示すように、この保持ピー
ス１０は略円柱状であって、円柱の２つの底面にボール
２を受ける凹面３が形成されている。また、この保持ピ
ース１０には、円柱の中心軸に沿った貫通穴４が設けて
ある。この貫通穴４は、油溜まりとして機能する。ま
た、保持ピースは、通常、プラスチック材料等の弾性変
形し易い材料で形成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ボールねじやリニアガ
イドの前記循環経路内には、ボールおよび保持ピースが
所定の隙間を有するように充填されるが、この充填隙間
が大きいと、保持ピースがボール溝と接触する場合があ
る。また、前記循環部と前記軌道をなすボール溝との間
に段差が全く存在しないようにすることは難しく、充填
隙間が大きいと、保持ピースがこの段差と接触する場合
がある。
イドの前記循環経路内には、ボールおよび保持ピースが
所定の隙間を有するように充填されるが、この充填隙間
が大きいと、保持ピースがボール溝と接触する場合があ
る。また、前記循環部と前記軌道をなすボール溝との間
に段差が全く存在しないようにすることは難しく、充填
隙間が大きいと、保持ピースがこの段差と接触する場合
がある。
【０００５】例えば、図４に示すように、循環部として
チューブを用いるチューブ式ボールねじの場合には、チ
ューブ７の立ち上がり部７１のねじ軸１００側に、ねじ
軸１００のボール溝４００内に入るタング７２が形成さ
れている。通常、このタング７２はチューブ７の端面よ
り下側に突出しており、ボール２の進行方向にタング７
２が存在する。段差箇所としては、このタング７２の下
端とボール溝４００との隙間位置Ａと、チューブ７を入
れるためにナット２００に設けた穴２０１とチューブ７
の立ち上がり部７２の端面との境界位置Ｂが挙げられ
る。前記穴２０１は、ナット２００のボール溝５００と
連続するように形成されている。
チューブを用いるチューブ式ボールねじの場合には、チ
ューブ７の立ち上がり部７１のねじ軸１００側に、ねじ
軸１００のボール溝４００内に入るタング７２が形成さ
れている。通常、このタング７２はチューブ７の端面よ
り下側に突出しており、ボール２の進行方向にタング７
２が存在する。段差箇所としては、このタング７２の下
端とボール溝４００との隙間位置Ａと、チューブ７を入
れるためにナット２００に設けた穴２０１とチューブ７
の立ち上がり部７２の端面との境界位置Ｂが挙げられ
る。前記穴２０１は、ナット２００のボール溝５００と
連続するように形成されている。
【０００６】上述のような保持ピースとボール溝および
段差との接触により、保持ピースに疵が生じたり、ボー
ルの移動に支障を来したりすることを防止するために、
従来は、前記充填隙間を例えばボールの直径の０．５倍
以下と小さくしている。しかしながら、前記充填隙間が
小さいと充填隙間の調整に時間がかかりコストが高くな
る。
段差との接触により、保持ピースに疵が生じたり、ボー
ルの移動に支障を来したりすることを防止するために、
従来は、前記充填隙間を例えばボールの直径の０．５倍
以下と小さくしている。しかしながら、前記充填隙間が
小さいと充填隙間の調整に時間がかかりコストが高くな
る。
【０００７】本発明は、このような従来技術の問題点に
着目してなされたものであり、保持ピースの形状を工夫
して、ボール溝および段差と接触しても疵が生じ難く、
ボールの移動に支障を来さないようにすることにより、
ボール循環経路の充填隙間を大きくできるように、また
ある程度の段差を許容できるようにすることを課題とす
る。
着目してなされたものであり、保持ピースの形状を工夫
して、ボール溝および段差と接触しても疵が生じ難く、
ボールの移動に支障を来さないようにすることにより、
ボール循環経路の充填隙間を大きくできるように、また
ある程度の段差を許容できるようにすることを課題とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、直動装置の転動体同士の間に配置され、
略円柱体の２つの底面に前記転動体の転動面を受ける凹
面を有する形状の保持ピースにおいて、前記略円柱体
は、円柱の外周面に弓形断面の突起が一体化され、前記
円柱と弓形との境界に所定範囲の曲率半径の丸みを有す
る形状であることを特徴とする保持ピースを提供する。
に、本発明は、直動装置の転動体同士の間に配置され、
略円柱体の２つの底面に前記転動体の転動面を受ける凹
面を有する形状の保持ピースにおいて、前記略円柱体
は、円柱の外周面に弓形断面の突起が一体化され、前記
円柱と弓形との境界に所定範囲の曲率半径の丸みを有す
る形状であることを特徴とする保持ピースを提供する。
【０００９】本発明はまた、転動体同士の間に、略円柱
体の２つの底面に前記転動体の転動面を受ける凹面を有
する形状の保持ピースが配置されている直動装置におい
て、前記保持ピースをなす略円柱体は、円柱の外周面に
弓形断面の突起が一体化され、前記円柱と弓形との境界
に所定範囲の曲率半径の丸みを有する形状であることを
特徴とする直動装置を提供する。
体の２つの底面に前記転動体の転動面を受ける凹面を有
する形状の保持ピースが配置されている直動装置におい
て、前記保持ピースをなす略円柱体は、円柱の外周面に
弓形断面の突起が一体化され、前記円柱と弓形との境界
に所定範囲の曲率半径の丸みを有する形状であることを
特徴とする直動装置を提供する。
【００１０】本発明の保持ピースおよび直動装置におい
て、前記弓形の曲率半径Ｒは転動体の直径Ｄの０．２０
倍以上０．３０倍以下であり、前記丸みの曲率半径ｒは
転動体の直径Ｄの２．５％以上５．０％未満であること
が好ましい。本発明の直動装置としては、転動体循環経
路内の転動体および保持ピースの充填隙間が０以上転動
体の直径の１．０倍以下であるものが挙げられる。
て、前記弓形の曲率半径Ｒは転動体の直径Ｄの０．２０
倍以上０．３０倍以下であり、前記丸みの曲率半径ｒは
転動体の直径Ｄの２．５％以上５．０％未満であること
が好ましい。本発明の直動装置としては、転動体循環経
路内の転動体および保持ピースの充填隙間が０以上転動
体の直径の１．０倍以下であるものが挙げられる。
【００１１】本発明において、直動装置とは、相対的に
内側に配置された内方部材および外側に配置された外方
部材と、両部材の軌道溝間に転動自在に配設された複数
個の転動体と、を少なくとも備え、転動体が転動するこ
とにより内方部材および外方部材の一方が他方に対して
相対的に直動する装置を意味し、リニアガイド、リニア
ボールベアリング、ボールねじ等がこれに含まれる。
内側に配置された内方部材および外側に配置された外方
部材と、両部材の軌道溝間に転動自在に配設された複数
個の転動体と、を少なくとも備え、転動体が転動するこ
とにより内方部材および外方部材の一方が他方に対して
相対的に直動する装置を意味し、リニアガイド、リニア
ボールベアリング、ボールねじ等がこれに含まれる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。図１を用いて本発明の保持ピースの一実施形
態を説明する。図１（ａ）は、この保持ピースを示す断
面図であり、保持ピースをなす円柱を底面が半円となる
ように２分割した際の分割面を示す。図１（ｂ）は図１
（ａ）のＡ部分の拡大図である。
説明する。図１を用いて本発明の保持ピースの一実施形
態を説明する。図１（ａ）は、この保持ピースを示す断
面図であり、保持ピースをなす円柱を底面が半円となる
ように２分割した際の分割面を示す。図１（ｂ）は図１
（ａ）のＡ部分の拡大図である。
【００１３】保持ピース１は略円柱体からなり、円柱の
２つの底面にボール２を受ける凹面３が形成されてい
る。この凹面３はゴシックアーチ形状または円錐形状と
なっていることが好ましい。この保持ピース１には、円
柱１１の中心軸に沿った貫通穴４が設けてある。保持ピ
ース１をなす略円柱体は、円柱１１の全外周面に断面が
弓形の突起１２を一体化し、円柱１１と突起１２をなす
弓形との境界に、曲率半径ｒの丸み１３を設けた形状で
ある。
２つの底面にボール２を受ける凹面３が形成されてい
る。この凹面３はゴシックアーチ形状または円錐形状と
なっていることが好ましい。この保持ピース１には、円
柱１１の中心軸に沿った貫通穴４が設けてある。保持ピ
ース１をなす略円柱体は、円柱１１の全外周面に断面が
弓形の突起１２を一体化し、円柱１１と突起１２をなす
弓形との境界に、曲率半径ｒの丸み１３を設けた形状で
ある。
【００１４】なお、符号１２ａは突起１２をなす弓形の
円弧（中心Ｏ2 ）の延長線を示し、符号Ｂは保持ピース
１の中心Ｏ1 を中心とした円弧を示す。この突起１２を
なす弓形の円弧の半径は、円弧Ｂの半径より小さい。す
なわち、この実施形態の保持ピース１は、球体の互いに
反対側となる二つの側部が除去されて、この除去された
部分が凹面となっている形状の保持ピース（円Ｂに沿っ
た面（球面）を円柱の外周凸面とする保持ピース）とは
異なる。また、この実施形態の保持ピース１の丸み１３
の曲率半径ｒは円弧Ｂの半径とは異なる。また、この実
施形態の保持ピース１は、凹面３および丸み１３の任意
の部分でボール２と接触するように設定できる。
円弧（中心Ｏ2 ）の延長線を示し、符号Ｂは保持ピース
１の中心Ｏ1 を中心とした円弧を示す。この突起１２を
なす弓形の円弧の半径は、円弧Ｂの半径より小さい。す
なわち、この実施形態の保持ピース１は、球体の互いに
反対側となる二つの側部が除去されて、この除去された
部分が凹面となっている形状の保持ピース（円Ｂに沿っ
た面（球面）を円柱の外周凸面とする保持ピース）とは
異なる。また、この実施形態の保持ピース１の丸み１３
の曲率半径ｒは円弧Ｂの半径とは異なる。また、この実
施形態の保持ピース１は、凹面３および丸み１３の任意
の部分でボール２と接触するように設定できる。
【００１５】図２は、この実施形態の保持ピースと、従
来の保持ピース（円柱の外周面に突起のない形状の保持
ピース）について、凸状段差（突起物５０によって生じ
た段差）に対する接触状態の違いを示す図である。図２
（ａ）は従来の保持ピース１０の場合を、図２（ｂ）は
この実施形態の保持ピース１の場合を示す。図２に示す
ように、この実施形態の保持ピース１は弓形の突起を有
することで、従来の保持ピース１０よりも凸状段差を乗
り越え易くなる。
来の保持ピース（円柱の外周面に突起のない形状の保持
ピース）について、凸状段差（突起物５０によって生じ
た段差）に対する接触状態の違いを示す図である。図２
（ａ）は従来の保持ピース１０の場合を、図２（ｂ）は
この実施形態の保持ピース１の場合を示す。図２に示す
ように、この実施形態の保持ピース１は弓形の突起を有
することで、従来の保持ピース１０よりも凸状段差を乗
り越え易くなる。
【００１６】この保持ピース１の凸状段差の乗り越え易
さと、突起１２をなす弓形の曲率半径Ｒおよび丸み１３
の曲率半径ｒとの関係について以下に述べる。図１
（ｂ）に示すように、保持ピース１の進行方向に凸状段
差５が存在すると、保持ピース１の縁部が凸状段差５を
形成する突起物５０の後端に接触する。この接触点での
接線（この図では、突起１２をなす弓形の円弧１２ａと
丸み１３との境界点での円弧１２ａの接線１２ｂ）と突
起物５０の上面を示す線５１と、がなす角度αを「乗り
越え入射角」とする。この乗り越え入射角αが小さいほ
ど、保持ピース１は凸状段差５を乗り越え易いことにな
る。
さと、突起１２をなす弓形の曲率半径Ｒおよび丸み１３
の曲率半径ｒとの関係について以下に述べる。図１
（ｂ）に示すように、保持ピース１の進行方向に凸状段
差５が存在すると、保持ピース１の縁部が凸状段差５を
形成する突起物５０の後端に接触する。この接触点での
接線（この図では、突起１２をなす弓形の円弧１２ａと
丸み１３との境界点での円弧１２ａの接線１２ｂ）と突
起物５０の上面を示す線５１と、がなす角度αを「乗り
越え入射角」とする。この乗り越え入射角αが小さいほ
ど、保持ピース１は凸状段差５を乗り越え易いことにな
る。
【００１７】凸状段差５を０．１ｍｍとし、突起１２を
なす弓形の曲率半径（円弧１２ａの半径Ｒ）をボールの
直径Ｄ（＝５／３２インチ＝３．９６８８ｍｍ）の０．
２倍、０．２２５倍、０．２５倍、０．３倍、および
０．３５倍に変化させ、丸み１３の曲率半径ｒを０．１
ｍｍ、０．１５ｍｍ、および０．２ｍｍに変化させて、
保持ピース１の乗り越え入射角αを調べた。ここでは、
ボールの直径Ｄ＝３．９６８８ｍｍであるため、曲率半
径＝０．１ｍｍ、０．１５ｍｍ、０．２ｍｍは、ぞれぞ
れｒ／Ｄ＝２．５％、３．８％、５．０％に相当する。
なす弓形の曲率半径（円弧１２ａの半径Ｒ）をボールの
直径Ｄ（＝５／３２インチ＝３．９６８８ｍｍ）の０．
２倍、０．２２５倍、０．２５倍、０．３倍、および
０．３５倍に変化させ、丸み１３の曲率半径ｒを０．１
ｍｍ、０．１５ｍｍ、および０．２ｍｍに変化させて、
保持ピース１の乗り越え入射角αを調べた。ここでは、
ボールの直径Ｄ＝３．９６８８ｍｍであるため、曲率半
径＝０．１ｍｍ、０．１５ｍｍ、０．２ｍｍは、ぞれぞ
れｒ／Ｄ＝２．５％、３．８％、５．０％に相当する。
【００１８】なお、凹面３の形状は、曲率半径２．４ｍ
ｍのゴシックアーク形状とし、円柱１１の軸方向の寸法
ｔは１．２ｍｍとし、最大外周の直径はボール直径の
０．８倍とした。その結果を、図３のグラフに示す。図
３のグラフから分かるように、前記条件の場合には、弓
形の曲率半径Ｒがボールの直径Ｄの０．２０倍以上０．
３０倍以下であり、丸みの曲率半径ｒが０．１０ｍｍ以
上０．１５ｍｍ以下であると、乗り越え入射角を５５°
以下とすることができる。なお、弓形の曲率半径Ｒがボ
ールの直径Ｄの０．２０倍未満であると、円柱１１の外
径が小さくなり過ぎて、凹面３とボール２の接触する面
が小さくなって、所定の接触角が得られない場合があ
る。。
ｍのゴシックアーク形状とし、円柱１１の軸方向の寸法
ｔは１．２ｍｍとし、最大外周の直径はボール直径の
０．８倍とした。その結果を、図３のグラフに示す。図
３のグラフから分かるように、前記条件の場合には、弓
形の曲率半径Ｒがボールの直径Ｄの０．２０倍以上０．
３０倍以下であり、丸みの曲率半径ｒが０．１０ｍｍ以
上０．１５ｍｍ以下であると、乗り越え入射角を５５°
以下とすることができる。なお、弓形の曲率半径Ｒがボ
ールの直径Ｄの０．２０倍未満であると、円柱１１の外
径が小さくなり過ぎて、凹面３とボール２の接触する面
が小さくなって、所定の接触角が得られない場合があ
る。。
【００１９】また、弓形の曲率半径Ｒがボールの直径Ｄ
の０．２０倍以上０．２５倍以下であり、丸みの曲率半
径ｒが０．１０ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下であると、乗
り越え入射角を４０°以下とすることができるため好ま
しい。さらに、乗り越え入射角が小さく弓形の曲率半径
Ｒが大きいとバランスが良いため、この点からは、弓形
の曲率半径Ｒがボールの直径Ｄの０．２０倍以上０．３
０倍以下であり、丸みの曲率半径ｒが０．１５ｍｍであ
ることが好ましい。
の０．２０倍以上０．２５倍以下であり、丸みの曲率半
径ｒが０．１０ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下であると、乗
り越え入射角を４０°以下とすることができるため好ま
しい。さらに、乗り越え入射角が小さく弓形の曲率半径
Ｒが大きいとバランスが良いため、この点からは、弓形
の曲率半径Ｒがボールの直径Ｄの０．２０倍以上０．３
０倍以下であり、丸みの曲率半径ｒが０．１５ｍｍであ
ることが好ましい。
【００２０】なお、保持ピース１の縁部と突起物５０の
後端との最初の接触点は、突起１２をなす弓形の円弧１
２ａと丸み１３との境界点（図１（ｂ）の場合）、弓形
（円弧１２ａ）の部分、および丸み１３の部分のいずれ
かである。図３のグラフで、弓形の曲率半径が同じでも
丸みの曲率半径によって乗り換え入射角に変化が生じて
いる場合は、前記接触点が丸み１３の部分であることを
示す。
後端との最初の接触点は、突起１２をなす弓形の円弧１
２ａと丸み１３との境界点（図１（ｂ）の場合）、弓形
（円弧１２ａ）の部分、および丸み１３の部分のいずれ
かである。図３のグラフで、弓形の曲率半径が同じでも
丸みの曲率半径によって乗り換え入射角に変化が生じて
いる場合は、前記接触点が丸み１３の部分であることを
示す。
【００２１】この保持ピースを用いた場合の、ボールね
じのボール循環経路内のボールおよび保持ピースの充填
隙間について以下に述べる。図４に示すチューブ式ボー
ルねじの保持ピース１として、図１の保持ピース１と図
７の保持ピース１０をそれぞれ用い、ボール循環経路内
のボールおよび保持ピースの充填隙間を変化させて、下
記の条件でボールねじを駆動させ、保持ピースにどの程
度疵が生じるかについて調べた。
じのボール循環経路内のボールおよび保持ピースの充填
隙間について以下に述べる。図４に示すチューブ式ボー
ルねじの保持ピース１として、図１の保持ピース１と図
７の保持ピース１０をそれぞれ用い、ボール循環経路内
のボールおよび保持ピースの充填隙間を変化させて、下
記の条件でボールねじを駆動させ、保持ピースにどの程
度疵が生じるかについて調べた。
【００２２】なお、この試験では、チューブとナット穴
とのつなぎ目（図４の境界位置Ｂ）の段差を、製品では
通常０．１ｍｍ以下とするところを０．１５ｍｍとし、
段差に対する優劣が顕著に現れるようにした。 ＜試験条件＞ ボールねじの仕様 軸の直径：２０ｍｍ、リード：１０ｍｍ、巻き数：２．５、 負荷：オーバーサイズ予圧、ボールおよび保持ピースの数：各４０個／列 ボールの直径Ｄ：３．９６８８ｍｍ（＝５／３２インチ） 潤滑剤：「ＡＶ２」昭和シェル（株）製 試験時間：１０ｒｐｍで４時間後、１００ｒｐｍで４時間の計８時間 保持ピース１の形状 弓形の曲率半径Ｒ：０．９ｍｍ（Ｄの０．２３倍） 丸み１３の曲率半径ｒ：０．１５ｍｍ 円柱１１の直径：２．６ｍｍ 円柱１１の軸方向の寸法ｔ：１．２ｍｍ 凹面３の形状：曲率半径２．４ｍｍのゴシックアーク形状 最大外周の直径：３．２ｍｍ（Ｄの０．８倍） 保持ピース１０の形状 丸み１０３の曲率半径：２．４ｍｍ 円柱の直径：３．２ｍｍ 円柱の軸方向の寸法ｔ：１．７ｍｍ 凹面３の形状：保持ピース１と同じ 図５に示すように、保持ピース１の外周面をなす円弧１
２ａの円柱１１の軸方向中心部に直線部１５を設けるこ
とにより、突起１２をなす弓形の曲率半径Ｒおよび丸み
１３の曲率半径ｒが同じで、円柱の軸方向の寸法が異な
る保持ピースを得ることができる。
とのつなぎ目（図４の境界位置Ｂ）の段差を、製品では
通常０．１ｍｍ以下とするところを０．１５ｍｍとし、
段差に対する優劣が顕著に現れるようにした。 ＜試験条件＞ ボールねじの仕様 軸の直径：２０ｍｍ、リード：１０ｍｍ、巻き数：２．５、 負荷：オーバーサイズ予圧、ボールおよび保持ピースの数：各４０個／列 ボールの直径Ｄ：３．９６８８ｍｍ（＝５／３２インチ） 潤滑剤：「ＡＶ２」昭和シェル（株）製 試験時間：１０ｒｐｍで４時間後、１００ｒｐｍで４時間の計８時間 保持ピース１の形状 弓形の曲率半径Ｒ：０．９ｍｍ（Ｄの０．２３倍） 丸み１３の曲率半径ｒ：０．１５ｍｍ 円柱１１の直径：２．６ｍｍ 円柱１１の軸方向の寸法ｔ：１．２ｍｍ 凹面３の形状：曲率半径２．４ｍｍのゴシックアーク形状 最大外周の直径：３．２ｍｍ（Ｄの０．８倍） 保持ピース１０の形状 丸み１０３の曲率半径：２．４ｍｍ 円柱の直径：３．２ｍｍ 円柱の軸方向の寸法ｔ：１．７ｍｍ 凹面３の形状：保持ピース１と同じ 図５に示すように、保持ピース１の外周面をなす円弧１
２ａの円柱１１の軸方向中心部に直線部１５を設けるこ
とにより、突起１２をなす弓形の曲率半径Ｒおよび丸み
１３の曲率半径ｒが同じで、円柱の軸方向の寸法が異な
る保持ピースを得ることができる。
【００２３】保持ピース１を用いた場合の充填隙間の調
整は、図５の保持ピースであって直線部１５の寸法Ｌが
所定値であり、円柱１１の軸方向の寸法ｔ以外の寸法が
前記と同じものを１個用いて行った。保持ピース１０を
用いた場合の充填隙間の調整は、円柱の軸方向の寸法が
前記とは異なるのものを１個用いて行った。この試験の
結果を、図６にグラフで示す。このグラフの横軸は充填
隙間のボール直径に対する比であり、縦軸は０．１ｍｍ
以上の凹み疵が生じた保持ピースの数である。
整は、図５の保持ピースであって直線部１５の寸法Ｌが
所定値であり、円柱１１の軸方向の寸法ｔ以外の寸法が
前記と同じものを１個用いて行った。保持ピース１０を
用いた場合の充填隙間の調整は、円柱の軸方向の寸法が
前記とは異なるのものを１個用いて行った。この試験の
結果を、図６にグラフで示す。このグラフの横軸は充填
隙間のボール直径に対する比であり、縦軸は０．１ｍｍ
以上の凹み疵が生じた保持ピースの数である。
【００２４】図６のグラフから分かるように、保持ピー
ス１０を用いた場合には、充填隙間のボール直径に対す
る比が０．２５以上となると１個以上の保持ピースに疵
が生じ、前記比が０．５０であると疵が生じた保持ピー
スの数は１０個となった。これに対して、保持ピース１
を用いた場合には、前記比が０．３５以下では疵が生じ
た保持ピースはなく、前記比が０．４以上となると１個
以上の保持ピースに疵が生じ、前記比が０．５でも疵が
生じた保持ピースの数は１個であった。
ス１０を用いた場合には、充填隙間のボール直径に対す
る比が０．２５以上となると１個以上の保持ピースに疵
が生じ、前記比が０．５０であると疵が生じた保持ピー
スの数は１０個となった。これに対して、保持ピース１
を用いた場合には、前記比が０．３５以下では疵が生じ
た保持ピースはなく、前記比が０．４以上となると１個
以上の保持ピースに疵が生じ、前記比が０．５でも疵が
生じた保持ピースの数は１個であった。
【００２５】したがって、本発明の実施形態に相当する
図１の保持ピース１を用いたボールねじによれば、ボー
ル循環経路内のボールおよび保持ピースの充填隙間をボ
ール直径の０．５倍にしても、保持ピースに疵が発生し
難くすることができる。また、図４に示すボールねじで
段差箇所Ａ，Ｂに段差が存在しないような工夫（面取
り、精度向上等）をすることにより、前記充填隙間をボ
ール直径の１．０倍程度にしても保持ピースに疵が発生
し難くすることができると考えられる。
図１の保持ピース１を用いたボールねじによれば、ボー
ル循環経路内のボールおよび保持ピースの充填隙間をボ
ール直径の０．５倍にしても、保持ピースに疵が発生し
難くすることができる。また、図４に示すボールねじで
段差箇所Ａ，Ｂに段差が存在しないような工夫（面取
り、精度向上等）をすることにより、前記充填隙間をボ
ール直径の１．０倍程度にしても保持ピースに疵が発生
し難くすることができると考えられる。
【００２６】なお、上記実施形態ではチューブ式ボール
ねじについて述べているが、循環部はチューブに限定さ
れず、本発明の直動装置は、エンドキャップ式ボールね
じ、コマ式ボールねじ等のいずれのボールねじにも、さ
らにはリニアガイドにも適用できる。また、保持ピース
１の最大外周の直径はボール直径の０．７倍以上０．９
倍以下であることが好ましい。保持ピース１の最も薄い
部分の厚さは０．１ｍｍ以上０．７ｍｍ以下であること
が好ましい。また、保持ピース１の貫通穴４の直径はボ
ール直径の２０％以上６５％以下であることが好まし
い。
ねじについて述べているが、循環部はチューブに限定さ
れず、本発明の直動装置は、エンドキャップ式ボールね
じ、コマ式ボールねじ等のいずれのボールねじにも、さ
らにはリニアガイドにも適用できる。また、保持ピース
１の最大外周の直径はボール直径の０．７倍以上０．９
倍以下であることが好ましい。保持ピース１の最も薄い
部分の厚さは０．１ｍｍ以上０．７ｍｍ以下であること
が好ましい。また、保持ピース１の貫通穴４の直径はボ
ール直径の２０％以上６５％以下であることが好まし
い。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
保持ピースの形状を工夫して、ボール溝および段差と接
触しても疵が生じ難く、ボールの移動に支障を来さない
ようにできるため、ボール循環経路の充填隙間を大きく
することができる。その結果、充填隙間の調整にかかる
時間およびコストを低減できる。
保持ピースの形状を工夫して、ボール溝および段差と接
触しても疵が生じ難く、ボールの移動に支障を来さない
ようにできるため、ボール循環経路の充填隙間を大きく
することができる。その結果、充填隙間の調整にかかる
時間およびコストを低減できる。
【図１】本発明の一実施形態に相当する保持ピースを示
す断面図（ａ）と、（ａ）のＡ部分の拡大図（ｂ）であ
る。
す断面図（ａ）と、（ａ）のＡ部分の拡大図（ｂ）であ
る。
【図２】本発明の一実施形態の保持ピースと、従来の保
持ピースについて、凸状段差に対する接触状態の違いを
示す図であって、（ａ）は従来の保持ピースの場合を、
（ｂ）はこの実施形態の保持ピースの場合を示す。
持ピースについて、凸状段差に対する接触状態の違いを
示す図であって、（ａ）は従来の保持ピースの場合を、
（ｂ）はこの実施形態の保持ピースの場合を示す。
【図３】凸状段差の乗り越え入射角と、突起をなす弓形
の曲率半径Ｒと、丸みの曲率半径ｒ（転動体の直径に対
する丸みの曲率半径の比：「ｒ／Ｄ」）との関係を示す
グラフである。
の曲率半径Ｒと、丸みの曲率半径ｒ（転動体の直径に対
する丸みの曲率半径の比：「ｒ／Ｄ」）との関係を示す
グラフである。
【図４】チューブ式ボールねじを示す部分断面図であ
る。
る。
【図５】充填隙間の調整に使用可能な、外周面をなす円
弧に直線部を有する保持ピースの形状を示す断面図であ
る。
弧に直線部を有する保持ピースの形状を示す断面図であ
る。
【図６】充填隙間のボール直径に対する比と０．１ｍｍ
以上の凹み疵が生じた保持ピースの数との関係を示すグ
ラフである。
以上の凹み疵が生じた保持ピースの数との関係を示すグ
ラフである。
【図７】保持ピースの従来例を示す正面図（ａ）と、
（ａ）のＣ−Ｃ線断面図（ｂ）である。
（ａ）のＣ−Ｃ線断面図（ｂ）である。
１ 保持ピース
２ ボール
３ 凹面
４ 貫通穴
５ 凸状段差
５０ 凸状段差を形成する突起物
１０ 保持ピース
１１ 円柱
１２ 断面が弓形の突起
１２ａ 弓形の円弧
１３ 丸み
１５ 直線部
７ チューブ
７１ 立ち上がり部
７２ タング
１００ ねじ軸
１０３ 丸み
２００ ナット
２０１ 穴
４００ ボール溝
５００ ボール溝
Ｂ Ｏ1 を中心とした円弧
Ｏ1 保持ピースの中心
Ｏ2 弓形の円弧の中心
Claims (5)
- 【請求項１】 直動装置の転動体同士の間に配置され、
略円柱体の２つの底面に前記転動体の転動面を受ける凹
面を有する形状の保持ピースにおいて、 前記略円柱体は、円柱の外周面に弓形断面の突起が一体
化され、前記円柱と弓形との境界に所定範囲の曲率半径
の丸みを有する形状であることを特徴とする保持ピー
ス。 - 【請求項２】 前記弓形の曲率半径は転動体の直径の
０．２０倍以上０．３０倍以下であり、前記丸みの曲率
半径は転動体の直径の２．５％以上５．０％未満である
ことを特徴とする請求項１記載の保持ピース。 - 【請求項３】 転動体同士の間に、略円柱体の２つの底
面に前記転動体の転動面を受ける凹面を有する形状の保
持ピースが配置されている直動装置において、 前記保持ピースをなす略円柱体は、円柱の外周面に弓形
断面の突起が一体化され、前記円柱と弓形との境界に所
定範囲の曲率半径の丸みを有する形状であることを特徴
とする直動装置。 - 【請求項４】 前記弓形の曲率半径は転動体の直径の
０．２０倍以上０．３０倍以下であり、前記丸みの曲率
半径は転動体の直径の２．５％以上５．０％未満である
ことを特徴とする請求項３記載の直動装置。 - 【請求項５】 転動体循環経路内の転動体および保持ピ
ースの充填隙間が０以上転動体の直径の１．０倍以下で
あることを特徴とする請求項３または４記載の直動装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002119450A JP2003314657A (ja) | 2002-04-22 | 2002-04-22 | 保持ピースおよびこれを備えた直動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002119450A JP2003314657A (ja) | 2002-04-22 | 2002-04-22 | 保持ピースおよびこれを備えた直動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003314657A true JP2003314657A (ja) | 2003-11-06 |
Family
ID=29536007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002119450A Pending JP2003314657A (ja) | 2002-04-22 | 2002-04-22 | 保持ピースおよびこれを備えた直動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003314657A (ja) |
-
2002
- 2002-04-22 JP JP2002119450A patent/JP2003314657A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050420 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070920 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071002 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080212 |