JP2005201333A - 直動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】無限循環路内の転動体を円滑に循環させて、振動、騒音を低減させ得る直動装置を提供する。
【解決手段】案内軸１２に複数のローラ４６を介して可動体本体１７を組み付ける。その可動体本体１７の両端には、方向転換路を内部に有するエンドキャップ３０を取り付ける。そのエンドキャップ３０には、ローラ４６を掬い上げる掬い上げ部３６を形成する。そして、この掬い上げ部３６は、その先端部３６ａが転動体案内面１４に、ばねによる付勢力によって当接している。
【選択図】図５

Description

本発明は、ローラガイドやボールねじ等の直動装置に関する。

直動装置は、複数の転動体が無限循環路内を転動することによって、可動体を案内軸に対して相対移動可能としている。このような直動装置には、ローラガイドやボールねじ等がある（例えば特許文献１参照）。
このような直動装置は、例えば図１７に示すように、可動体としてのスライダ１６０を、可動体本体１７と、可動体本体１７の両端部にそれぞれ設けられた方向転換路形成部材としての一対のエンドキャップ３００とから構成するものが知られている。なお、同図は、複数の転動体４６が循環する無限循環路の一部を断面にて示す説明的断面図である。

同図に示すように、可動体本体１７には、転動体案内面１４に略平行に設けられた転動体戻し通路２２が内部に形成され、さらに負荷転動体案内面１８が設けられている。この負荷転動体案内面１８は、案内軸１２の転動体案内面１４に対向して転動体案内面１４とともに転動体軌道路２６を形成している。そして、各エンドキャップ３００は、転動体軌道路２６と転動体戻し通路２２間を連通する方向転換路２４０をそれぞれ有している。

各方向転換路２４０には、掬い上げ部３６０が形成されている。掬い上げ部３６０は、転動体軌道路２６を転がる転動体４６を転動体軌道路２６から掬い上げるようになっている。そして、掬い上げられた転動体４６は、方向転換路２４０で方向を変えて転動体戻し通路２２に入り、次いで転動体戻し通路２２を通過して、反対側の方向転換路２４０で再び方向を変えて転動体軌道路２６に戻されるという循環を繰り返すように構成されている。
特開２０００−３１４４２０号公報（同公報の図３および図１４）

しかしながら、従来の直動装置では、図１７に示すように、スライダ１６０と案内軸１２とが互いに接触しないように、エンドキャップ３００の掬い上げ部３６０と転動体案内面１４との間に隙間Ｔ１が開けられている。この隙間Ｔ１があるため、転動体案内面１４上を転がる転動体４６は、掬い上げ部３６０に僅かながらもぶつかってから掬い上げられる。すなわち、隙間Ｔ１の部分が段差になるため、転動体４６の円滑な動きが妨げられる。

また、掬い上げ部３６０は、転動体４６を掬い上げ易くするために、先端に向かって肉厚が薄くなっている。そのため、この薄肉のところに転動体４６が衝突するので、掬い上げ部３６０の変形が起こり易くなる。特に、スライダ１６０を急速に加減速させたり高速移動させた場合には、転動体４６が掬い上げ部３６０に衝突するエネルギも大きくなるため、掬い上げ部３６０が破損してしまうおそれがある。また、転動体４６が掬い上げ部３６０に衝突することによって、騒音や振動の原因になるという問題もある。
本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、転動体を円滑に転動させるとともに騒音や振動を低減し、掬い上げ部が損傷する可能性を軽減することができる直動装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、複数の転動体が転動しつつ循環する無限循環路を備え、その無限循環路は、複数の無限循環路構成路を組み合わせて構成されており、且つ、一の前記無限循環路構成路から前記転動体を掬い上げて他の前記無限循環路構成路に送り込む掬い上げ部を有している直動装置において、前記掬い上げ部は、その先端が前記一の無限循環路構成路に、ばねによる付勢力によって当接していることを特徴としている。

また、請求項２に記載の発明は、軸方向に延びる転動体案内面を有する案内軸と、その案内軸に対して相対移動可能に配設される可動体本体と、その可動体本体に形成されて前記転動体案内面に対向して前記転動体案内面とともに転動体軌道路を形成する負荷転動体案内面と、前記可動体本体に配設されて可動体本体とともに移動する方向転換路形成部材と、その方向転換路形成部材に形成されて前記転動体軌道路に連なる方向転換路と、前記可動体本体または前記方向転換路に形成されて前記方向転換路に連通する転動体戻し通路と、前記方向転換路に形成されて前記転動体を前記転動体軌道路から掬い上げる掬い上げ部と、前記転動体軌道路、前記方向転換路、および前記転動体戻し通路から構成される無限循環路内を転動しつつ循環する複数の転動体と、を備える直動装置において、前記掬い上げ部は、その先端部が前記転動体案内面に、ばねによる付勢力によって当接していることを特徴としている。

請求項１または２に記載の発明によれば、一の無限循環路構成路（転動体案内面）と掬い上げ部とが連続する。そのため、転動体が掬い上げられる際の軌道の段差を少なくすることができる。これにより、転動体を円滑に転動させることができる。
そして、掬い上げ部を、ばねによる付勢力によって一の無限循環路構成路に当接させている。そのため、一の無限循環路構成路の面粗さや転動体の形状誤差などによる作動時の変動をばねの弾性変形によって吸収することができる。これにより、一の無限循環路構成路に掬い上げ部を当接させても、掬い上げ部の破損が防止される。

また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の直動装置であって、前記ばねは、前記掬い上げ部自身を加工することにより構成されていることを特徴としている。
請求項３に記載の発明によれば、掬い上げ部自身がばねとしてはたらく。そのため、例えば別途にばね部材を取り付ける等の構成に比べて構造を簡単にすることができる。
また、請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の直動装置であって、前記掬い上げ部の先端部は、その幅方向の両側にリブを有することを特徴としている。

請求項４に記載の発明によれば、掬い上げ部の先端部をリブによって補強できる。これにより、転動体を掬い上げる際に、掬い上げ部の先端部を撓ませる荷重が掬い上げ部に加わっても、掬い上げ部が損傷する可能性をより小さくすることができる。
また、請求項５に記載の発明は、請求項２〜４のいずれか１項に記載の直動装置であって、前記掬い上げ部の先端部は、その幅方向の両側を、前記転動体案内面の長手方向に沿ってそれぞれ延長したことを特徴としている。

請求項５に記載の発明によれば、当該延長した幅方向の両側によって前記転動体を掬い上げ部に導き入れることができる。これにより、転動体への負荷領域である転動体案内面から無負荷領域である方向転換路への掬い上げを、転動体の負荷が少ない両側から掬い上げることができる。そのため、転動体をより円滑に掬い上げることができる。また、転動体の両側をほぼ同時に接触させ得るため、転動体が掬い上げ部に衝突する衝撃力を分散することができる。これにより、掬い上げ部が損傷する可能性をより小さくすることができる。

また、請求項６に記載の発明は、請求項２〜５のいずれか１項に記載の直動装置であって、前記転動体案内面と対向する前記掬い上げ部の裏面に逃げ部を有することを特徴としている。
請求項６に記載の発明によれば、掬い上げ部は、その裏面に形成した逃げ部によって自身のばねとしての撓みを、さらに効果的に働かせることができる。そのため、例えば転動体案内面の面粗さや転動体の形状誤差などによる直動装置の作動時の変動等があっても、その変動等をより好適に吸収することができる。

さらに、掬い上げ部と転動体案内面との接触面積を少なくして、直動装置の作動トルクの必要以上の増加も抑制することができる。そのため、直動装置の作動性が低下することもほとんどない。
また、請求項７に記載の発明は、請求項２〜６のいずれか１項に記載の直動装置であって、前記掬い上げ部の先端部は、その内側面同士が対向する幅を、前記方向転換路側から前記転動体案内面側に向かって拡幅したことを特徴としている。

請求項７に記載の発明によれば、掬い上げ部が前記転動体案内面側に拡幅しているから、掬い上げ部の位置が部品同士の組付け誤差や製造による寸法誤差等によって多少変化しても、転動体を安定して掬い上げることができる。また、転動体が掬い上げ部に強く衝突する可能性が低くなるため、掬い上げ部に損傷が生じることもより軽減される。
また、請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の直動装置が、ローラガイドであることを特徴としている。

請求項８に記載の発明によれば、請求項１〜７のいずれか１項に記載の直動装置の作用・効果を奏するローラガイドを提供することができる。
また、請求項９に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の直動装置が、ボールねじであることを特徴としている。
請求項９に記載の発明によれば、請求項１〜７のいずれか１項に記載の直動装置の作用・効果を奏するボールねじを提供することができる。

本発明によれば、無限循環路内の転動体を円滑に循環させるとともに騒音や振動を低減し、掬い上げ部が損傷する可能性を軽減し得る直動装置を提供することができる。

以下、本発明に係る直動装置の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の第一実施形態に係る直動装置としてのローラガイドの外観を示す斜視説明図、図２は、そのローラガイドの一部を破断して示す説明図、また、図３は、図２のローラガイドでのＸ−Ｘ線部分における断面図である。なお、以下の説明において、上記背景技術で説明した従来の直動装置と同じ構成については、同一の符号を付して説明する。

このローラガイド１０は、図１に示すように、案内軸１２と、スライダ１６とを備えている。案内軸１２には、その両側面にそれぞれ２条づつ計４条の転動体案内面１４が、その長手方向に沿って形成されている。スライダ１６は、可動体本体１７と一対のエンドキャップ３０とをねじによって相互に組み合わせて構成されており、案内軸１２に対して相対移動可能に跨設されている。なお、可動体本体１７およびエンドキャップ３０の軸方向に連続した形状は、ともに略コ字形の断面形状である。

図２および図３に示すように、可動体本体１７の略コ字形の内側には、案内軸１２の各転動体案内面１４にそれぞれ対向する負荷転動体案内面１８が計４条形成されている。そして、転動体案内面１４と、これに対向する負荷転動体案内面１８との間に挟まれた空間が転動体軌道路２６をなしている。また、可動体本体１７の略コ字形の両袖部１７ｂには、転動体案内面１４と略平行で可動体本体１７の長手方向に貫通する４本の転動体戻し通路２２が設けられている。エンドキャップ３０は、可動体本体１７の軸方向両端にそれぞれ装着された一対の方向転換路形成部材である。各エンドキャップ３０には、負荷転動体案内面１８の両端に連なるとともに、転動体戻し通路２２に連通する一対の方向転換路２４がそれぞれ形成されている。そして、これらの無限循環路構成路、つまり、一対の方向転換路２４、転動体戻し通路２２、および、転動体軌道路２６を組み合わせて環状に連続する無限循環路２８が計４本構成されている。そして、この無限循環路２８内に、転動体としての円筒状のローラ４６が複数装填されてローラ列を構成している。

エンドキャップ３０には、方向転換路２４の外周を構成する外周案内部３２と、方向転換路２４の内周を構成する内周案内部３４とによって半円状に湾曲した方向転換路２４が形成されている（図３参照）。なお、内周案内部３４と外周案内部３２とを組み合わせる際に相互の位置決めができるように、エンドキャップ３０の両袖部３０ｂと可動体本体１７の両袖部１７ｂに不図示の位置決め用の凹凸部がそれぞれに形成されている。

次に、上記エンドキャップについてより詳しく説明する。なお、図４から図６は、本発明に係るエンドキャップの掬い上げ部を示す説明図であり、図４は、エンドキャップに形成された方向転換路および掬い上げ部を示す斜視図、図５は、その掬い上げ部の要部（図３でのＡ部）を拡大して示す説明図、図６は、その掬い上げ部を平面視方向（図４でのＢ矢視方向）から示す説明図である。

図４に示すように、方向転換路２４の外周案内部３２には、転動体案内面１４を転がるローラ４６を転動体案内面１４から掬い上げて方向転換路２４に送り込む掬い上げ部３６が形成されている。掬い上げ部３６は樹脂からなり、方向転換路２４が転動体案内面１４に連続する位置に、転動体案内面１４に合わせた幅Ｗ１の外周案内部３２と一体に成形されている。
この掬い上げ部３６は、掬い上げ部自身を加工することにより、ばねとして構成されている。すなわち、樹脂材料の弾性変形領域の範囲で掬い上げ部自身がばねとして働くようになっている。これにより、掬い上げ部３６の裏面と転動体案内面１４とが対向する方向（同図の高さ方向）に撓むことができる。

また、掬い上げ部３６は、エンドキャップ３０の裏面３０ａよりも転動体案内面１４側に僅かに先端部３６ａが出っ張っている。この先端部３６ａの出っ張りの度合いは、案内軸１２とスライダ１６とを組み合わせた状態で、掬い上げ部３６全体がもつ自身のばねによって撓んだときに、所定の付勢力をもって転動体案内面１４と掬い上げ部３６とを当接させるように予め設定されている。なお、この所定の付勢力としては、先端部３６ａが僅かな力で転動体案内面１４に付勢されて当接していればよい。例えば、相互の当接状態を維持する程度の付勢力を加えつつ、掬い上げ部３６に生じる応力を、例えばクリープによる破壊等を生じない範囲で設定すればよい。

そして、同図に示すように、掬い上げ部３６の先端部３６ａの幅方向の両側３６ｂは、リブ４０として形成されている。詳しくはリブ４０は、先端部３６ａの両側３６ｂを高さ方向に斜めに且つローラ４６側に凹に湾曲させて立ち上げている。そして、その立ち上げた高さを、先端部３６ａ側から方向転換路２４側に向かって徐々に低くすることによって、エンドキャップ３０の外周案内部３２となだらかに合流させて一体にして構成している。このようなリブ４０を先端部３６ａの両側３６ｂに設けることで、先端部３６ａの高さ方向での薄肉による強度の低下を補助するようになっている。なお、先端部３６ａは、当該リブ構造で補強されているが、掬い上げ部３６全体としては、上記ばねによって転動体案内面１４との対向方向に撓むことができるようになっている。

図５に示すように、このローラガイド１０は、案内軸１２とスライダ１６とを組み合わせると、先端部３６ａは、その先端裏面３６ｆが転動体案内面１４に対して当接するように構成されている。すなわち、掬い上げ部３６全体は、上述のように先端部３６ａが転動体案内面１４側に僅かに出っ張っているため、掬い上げ部３６のもつ上記ばねによって転動体案内面１４との対向方向に適度な撓み（所定の付勢力）をもって組み付けられる。

詳しくは、掬い上げ部３６の先端部３６ａは、方向転換路２４の外周案内部３２を形成する円弧の中心点Ｏから案内軸１２の転動体案内面１４に対して延びる仮想垂線ＶＬとの交点Ｑの近傍まで延長して形成される。なお、同図中の符号Ｐは、掬い上げ部３６がローラ４６を掬い上げ始める掬い上げ点である。このように、掬い上げ部３６は、掬い上げ点Ｐを交点Ｑにできるだけ近づけて構成されている。

そして、掬い上げ部３６が転動体案内面１４と対向する掬い上げ部裏面３６ｄには、当接した先端裏面３６ｆを除いて掬い上げ部３６が転動体案内面１４に当接しないようにする逃げ部３６ｅを形成している。また、掬い上げ部裏面３６ｄは、先端部３６ａ（先端裏面３６ｆ）が転動体案内面１４に対して当接したときの掬い上げ部裏面３６ｄと転動体案内面１４との相互の間に当接角γを生じるように形成している。なお、この当接角γの角度としては、２°〜８°が好ましい。すなわち、当接角γが２°未満になると僅かな変動によっても当接部分の面積が広くなってしまうため、作動トルクの上昇の要因になる。また、当接角γが８°を超えると必要な掬い上げ点Ｐまでの長さと肉厚を先端部３６ａに確保することが困難になるとともに、当接部分の面積が少なくなってしまうため、掬い上げの安定性が低下するおそれがあるためである。

さらに、図６に示すように、掬い上げ点Ｐ付近での掬い上げ部３６の平面形状は、両側３６ｂの内側面同士で対向する幅Ｗ２を、方向転換路２４側から転動体案内面１４側に向かって拡幅して形成している。また、先端部３６ａは、その中央部３６ｇを窪ませて形成している。換言すれば、先端部３６ａは、その幅方向の両側３６ｂを、転動体案内面１４に沿ってそれぞれ延長して形成しており、転動体軌道路２６の側にリブ４０が張り出す形状になっている。これにより、ローラ４６の両端から掬い上げ部３６が当接して、徐々に掬い上げが行なわれるようになっている。なお、上記説明した掬い上げ部３６は、計４本の無限循環路２８に対して同様にそれぞれ形成されており、計８箇所にそれぞれ備えられている。

次に、このローラガイドの作用・効果について説明する。
以上説明した構成からなるローラガイド１０は、スライダ１６または案内軸１２を軸方向に相対移動させると、ローラ４６はスライダ１６からの負荷を受けつつ転動体軌道路２６を転動する。そして、転動体軌道路２６においてスライダ１６とは反対方向にローラ４６が移動し、転動体軌道路２６の一方の端部に連続する一方の方向転換路２４の掬い上げ点Ｐまで転がると、ローラ４６は掬い上げ部３６に掬い上げられる。

そして、一方の方向転換路２４に入って移動方向を変え、その方向転換路２４から転動体戻し通路２２に入ってスライダ１６と同じ方向に移動し、他方の方向転換路２４に入って再び移動方向を変えて転動体軌道路２６へ戻るという循環を繰り返す。このようにして、ローラ４６の列全体が無限循環路２８内を循環移動することができる。
次に、上記掬い上げ部３６の作用・効果について詳しく説明する。

図７〜図９は、掬い上げ部３６を従来の掬い上げ部と比較して説明する説明図であり、図７は、隙間Ｔ１の変化による掬い上げ角の差異を説明する説明図、図８は、転動体軌道路２６から掬い上げ部３６へローラ４６が進入する状態の説明図、また、図９は、掬い上げ部３６から転動体軌道路２６へローラ４６が進入する際に転動体案内面１４に生じる分力の差異を説明する説明図である。なお、これらの図は、従来の隙間Ｔ１を約０．２ｍｍとしたときの比較例である。

このローラガイド１０は、上述のように、掬い上げ部３６をばねをもたせて形成し、そのばねによる付勢力を転動体案内面１４に加えて掬い上げ部３６の先端を転動体案内面１４に当接させている。これにより、転動体案内面１４と掬い上げ部３６とが無限循環路２８内でほぼ連続して形成されるため、ローラ４６が掬い上げられる際の軌道の段差を少なくすることができる。

詳しくは、図７に示すように、上記ローラガイド１０によれば、掬い上げ点Ｐで、ローラ４６を方向転換路２４に掬い上げる掬い上げ角βが、隙間Ｔ１を有していたときの掬い上げ角αに対して約１／２〜１／３とすることができる。したがって、従来のように隙間Ｔ１を有していたときに比べて、掬い上げ点Ｐでの接線方向への掬い上げ角を小さくすることができる。そのため、ローラ４６を円滑に掬い上げて、転動させることができる。

すなわち、図８に示すように、ローラ４６を掬い上げる際、掬い上げ点Ｐでは、掬い上げ部３６を同図中の矢印（Ｆα１、Ｆβ１）方向に撓ませるような荷重が加わるが、このローラガイド１０によれば、ローラ４６を方向転換路２４に掬い上げる掬い上げ角βが、隙間Ｔ１を有していたときの掬い上げ角αの約１／２〜１／３となるため、掬い上げ点Ｐでの面方向への分速度が小さくなる。そのため、掬い上げ部３６の面方向への分力Ｆβ１を、従来の掬い上げ部での面方向への分力Ｆα１に比べて小さくすることができる。したがって、掬い上げ部３６へのローラ４６の衝突による振動や騒音を低減することができる。また、掬い上げ部３６が損傷する可能性も少ない。

さらに、図９に示すように、方向転換路２４から負荷圏の転動体軌道路２６にローラ４６が転動する場合においても、転動体案内面１４に掬い上げ部３６を延長して当接させているため、ローラ４６が高速で方向転換路２４から離れて転動体案内面１４に進入するときの転動体案内面１４方向への分速度も小さくできる。すなわち、転動体案内面１４の面方向への分力が小さくなる。同図の例では、掬い上げ部３６の面方向への分力Ｆβ２を、従来の掬い上げ部での面方向への分力Ｆα２より小さくすることができる。これにより、やはりローラ４６の衝突による振動や騒音を低減することができる。また、転動体案内面１４が損傷する可能性も同様に少なくなる。

ここで、単に掬い上げ部３６を、転動体案内面１４に当接させたのではローラガイド１０の作動時の摩擦力が増大してしまうが、この掬い上げ部３６は、ばねによる付勢力によって転動体案内面１４に当接させている。これにより、転動体案内面１４の面粗さやローラ４６の形状誤差などによる作動時の変動をばねによって吸収することができる。したがって、掬い上げ部３６を転動体案内面１４に当接させても掬い上げ部３６が損傷する可能性が少ない。そして、その付勢力は、当接状態を維持可能な範囲での僅かな力に設定している。そのため、転動体案内面１４と掬い上げ部３６との摩擦が増大することも抑制されるため、ローラガイド１０の作動性が低下することもほとんどない。

また、掬い上げ部３６が転動体案内面１４と対向する掬い上げ部裏面３６ｄに逃げ部３６ｅを形成したため、この逃げ部３６ｅによって、掬い上げ部３６と転動体案内面１４との接触面積を少なくすることができる。そのため、ローラガイド１０の作動トルクの増加をより小さくすることができる。そして、掬い上げ部３６のばねをさらに効果的に働かせることができる。これにより、掬い上げ部３６は、転動体案内面１４の面粗さやローラ４６の形状誤差などによる作動時の変動をより好適に吸収することができる。

また、掬い上げ部３６の先端部３６ａは、その両側３６ｂを転動体案内面１４に沿ってそれぞれ延長し（中央部３６ｇを窪ませ）、その延長した両側３６ｂの内側面にローラ４６をそれぞれ接触させて掬い上げるように形成している。これにより、延長した両側３６ｂの内側面でローラ４６を導き入れることができる。そのため、ローラ４６の負荷領域である転動体案内面１４から無負荷領域である方向転換路への掬い上げを、ローラ４６の負荷が少ない両側３６ｂ側から掬い上げることができる。したがって、ローラ４６をより円滑に掬い上げることができる。

また、両側３６ｂがローラ４６にほぼ同時に接触するから、ローラ４６が掬い上げ部に衝突した場合であっても、衝撃力を分散することができる。したがって、掬い上げ部３６が損傷する可能性をより小さくすることができる。
また、両側３６ｂは、先端部３６ａの両側３６ｂを高さ方向に斜めに且つローラ４６側に凹に湾曲させて立ち上げてリブ４０として構成している。これにより、掬い上げ部３６の先端部３６ａをこのリブ構造によって補強している。そのため、ローラ４６を掬い上げる際、先端部３６ａを撓ませる荷重が加わっても、掬い上げ部３６が損傷する可能性をより小さくすることができる。

さらにまた、両側３６ｂの内側面の対向する幅Ｗ２は、方向転換路２４から転動体案内面１４の方向に向かって拡幅して形成している。これにより、掬い上げ部３６が転動体案内面１４側に拡幅しているから、掬い上げ部３６の位置が部品同士の組付け誤差や製造による寸法誤差等により多少変化しても、この誤差を吸収してローラ４６を確実に掬い上げることができる。そして、ローラ４６が掬い上げ部３６に強く衝突する可能性が低くなるため、掬い上げ部３６に損傷が生じることがより軽減される。

次に、本発明に係る直動装置の第二実施形態としてエンドキャップ式のボールねじについて説明する。
図１０に示すように、このボールねじ５０は、軸方向に延びる断面半円状の転動体案内面であるねじ溝５４を外周面に有する案内軸としてのねじ軸５２に、断面半円状の負荷転動体案内面である負荷ねじ溝５８を内周面に有する可動体であるボールナット５６が嵌合している。ボールナット５６は、ねじ軸５２に嵌合する可動体本体であるナット本体５７と、そのナット本体５７の軸方向の両端部に止めねじ等によってそれぞれ固定された方向転換路形成部材であるエンドキャップ７０とを備えて構成されている。

ボールナット５６の負荷ねじ溝５８とねじ軸５２のねじ溝５４とは互いに対向して両者の間に転動体軌道路である螺旋状通路６６を形成しており、その螺旋状通路６６には転動体としての多数の鋼製のボール８６が転動可能に装填されている。そして、ねじ軸５２の回転により、ボールナット５６がボール８６の転動を介して相対的に直線移動するようになっている。

ここで、ボールナット５６が直線移動する際には、ボール８６が螺旋状通路６６内を転動しつつ移動するが、ボールナット５６を継続して移動させていくためには、ボール８６を無限循環させる必要がある。そのため、ナット本体５７内に軸方向に貫通するボール戻し通路６２が形成されており、さらにナット本体５７の端面とエンドキャップ７０との間に前記ボール戻し通路６２と螺旋状通路６６間とを繋ぐ方向転換路６４を形成している。つまり方向転換路６４は、螺旋状通路６６を転動するボール８６を負荷圏から掬い上げる側と、ボール戻し通路６２にボール８６を戻す側との二カ所でボール８６の受け渡しをするようにボール戻し通路６２と螺旋状通路６６とを連通している。これにより、これらの無限循環路構成路、つまり、方向転換路６４、ボール戻し通路６２、および螺旋状通路６６によって、ボール８６を無限に循環させる無限循環路６８を構成している。

次に、上記エンドキャップ７０についてより詳しく説明する。
エンドキャップ７０は、樹脂材料から成形されている。そして、図１１および図１２に示すように、このエンドキャップ７０には、３次元的な形状から形成された凹状の案内溝によって方向転換路６４を構成している。そして、螺旋状通路６６を転動するボール８６を負荷圏から掬い上げて方向転換路６４に導く掬い上げ部７６が一体に形成されている。なお、エンドキャップ７０およびナット本体５７の端面には、位置合わせ用の凹凸をそれぞれ設けている。これにより、方向転換路６４は予め精度良く加工されているので、各方向転換路６４を上記二カ所のボール受け渡し部において、それぞれ同時に且つ段差無くボール戻し通路６２と螺旋状通路６６とに連通することができる。

ここで、この第二実施形態においても上述した第一実施形態と同様に、本発明の構成を掬い上げ部７６に採用している。
すなわち、掬い上げ部７６は、図１３に示すように、ねじ溝５４に向けて張り出して設けられている。そして、その張り出した長さは、僅かにねじ溝５４に当接するようになっている。さらに、掬い上げ部７６の裏面とねじ溝５４とが対向する方向に撓むようにばねをもたせて掬い上げ部７６を形成している。つまり、このボールねじ５０は、上記第一実施形態と同様に、エンドキャップ７０をナット本体５７の端面に位置合わせして組み付けたときに、掬い上げ部７６のばねによる付勢力をねじ溝５４に加えて掬い上げ部７６をねじ溝５４に当接させている。なお、掬い上げ部７６の先端部の出っ張りの度合いや、掬い上げ点に対する当接位置の詳細な関係等については、上記第一実施形態と同様であるため、その詳しい説明は省略する。

このような構成からなる第二実施形態のボールねじにおいても、上述した第一実施形態と同様の作用・効果を奏することができる。
すなわち、図１３（ａ）に示すように、上記構成によれば、掬い上げ点Ｐ近傍まで掬い上げ部７６を延長することができるとともに、ねじ溝５４と掬い上げ部７６とが無限循環路６８内でほぼ連続して形成可能となる。したがって、ボール８６が掬い上げられる際の軌道の段差を少なくすることができる。そのため、ボール８６を円滑に転動させることができる。また、掬い上げ点Ｐでの面方向への分速度を小さくすることができるため、掬い上げ部７６が損傷する可能性も少ない。

さらに、掬い上げ部７６は、ばねによる付勢力によってねじ溝５４に当接させているため、ねじ溝５４の面粗さやボール８６の形状誤差などによる作動時の変動をばねによって吸収することができる。これにより、掬い上げ部８６をねじ溝５４に当接させても掬い上げ部８６が損傷する可能性が少ない。また、ねじ溝５４と掬い上げ部８６との摩擦が増大することも抑制されるため、ボールねじ５０の作動性が低下することもほとんどない。

このように、このボールねじ５０においても上述した第一実施形態のローラガイド同様に、ボール８６を方向転換路６４内へ円滑に掬い上げてボール８６を円滑に転動させることができるため、低騒音化を図ることができる。
以上説明したように、本発明に係る直動装置（ローラガイド１０、ボールねじ５０）によれば、無限循環路２８、６８内の転動体（ローラ４６、ボール８６）を円滑に循環させるとともに騒音や振動を低減することができる。また、掬い上げ部３６、７６が損傷する可能性を軽減することができる。

なお、本発明に係る直動装置は、上記各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ければ種々の変形が可能である。
例えば、上記各実施形態では、掬い上げ部は、掬い上げ部自身を加工することによって樹脂材料の弾性変形領域の範囲でばねとしてはたらくように構成している。これにより、必要なばねとしての機能を掬い上げ部自身がもつ弾性によって実現しているが、これに限定されるものではない。例えば掬い上げ部に、ばね鋼を樹脂とともに複合して成形してもよいし、掬い上げ部自体をばね鋼等の別個の部品とし、これを固定手段を介して方向転換路の所定の位置に取り付けることも可能である。しかし、別途にばね部材を取り付ける等の構成に比べて構造を簡単にする上では、ばねとしての機能を、掬い上げ部自身を加工することによって自身の弾性変形領域の範囲でばねとしてはたらくように構成することが好ましい。

また、上記第一実施形態では、掬い上げ部３６の先端部３６ａの両側３６ｂにリブ４０を形成しているが、これに限定されず、例えば図１４に変形例として示すように、必ずしもリブ構造を備える必要はない。しかし、ローラ４６を掬い上げる際に、先端部を撓ませる荷重が加わっても、掬い上げ部が損傷する可能性を小さくする上では、上記実施形態のようにリブを形成することが好ましい。なお、このようなリブを上記第二実施形態に適用することも可能である。

また、上記第一実施形態では、掬い上げ部３６の裏面に形成した逃げ部３６ｅを、連続する一つの平面のみによって形成しているが、これに限定されず、例えば図１４および図１５に変形例として示すように、逃げ溝３６ｈをさらに備える構成としてもよい。この逃げ溝３６ｈによって掬い上げ部の剛性を意図的に下げて、ばねとしての掬い上げ部にもたせるばね定数を調整することができる。なお、同図のような切り欠き状の逃げ溝は、掬い上げ点Ｐからの距離Ｌを方向転換路の内径Ｒ２より小さくすることが好ましい。距離Ｌ＜内径Ｒ２となる位置で逃げ溝３６ｈを形成すれば掬い上げ部にもたせるべきばね定数の調整が容易になる。また、逃げ溝３６ｈが連続する方向での当該逃げ溝３６ｈの断面形状は、角がないように円滑な形状で形成することが好ましい。逃げ溝３６ｈ部での応力集中を防止するためである。このような形状であれば任意の断面形状とすることができる。なお、このような逃げ部を上記第二実施形態に適用することも可能である。

また、上記第一実施形態では、掬い上げ部３６の両側３６ｂを延長して（中央部３６ｇを凹ませて）いるが、これに限定されず、例えば図１６に変形例として示すように、先端部３６ａを直線的に形成してもよい。しかし、延長した両端部の内側面でローラを導き入れて、ローラをより円滑に掬い上げる上では、上記実施形態のように両端部を延長して形成することが好ましい。なお、このような掬い上げ部の両端部を延長する構成を上記第二実施形態に適用することも可能である。

また、上記第一実施形態では、両側３６ｂの内側面の幅Ｗ２は、方向転換路２４から転動体案内面１４の方向に向かって拡幅して形成しているが、これに限定されず、例えば均一な幅によって両側３６ｂの内側面を対向させて形成してもよい。しかし、部品同士の組付け誤差や製造による寸法誤差等により多少組み付け位置が変化しても、この誤差を吸収してローラを確実に掬い上げる上では、上記実施形態のように両端部の内側面の幅を、方向転換路から転動体案内面の方向に向かって拡幅して形成することが望ましい。なお、このような掬い上げ部の両端部の内側面の幅を拡幅する構成を上記第二実施形態に適用することも可能である。

また、上記第一実施形態では、転動体列をローラのみによって構成しているが、これに限定されず、ローラ同士の間に各ローラを回転摺動自在に保持するセパレータを設けてもよい。なお、このようなセパレータを上記第二実施形態の隣合うボール同士の間に適用することも可能である。
また、上記第一実施形態では、転動体としてローラ４６を使用した例で説明しているが、これに限定されず、転動体としてボールを使用するリニアガイドにも適用可能である。

また、上記第二実施形態では、直動装置の実施形態としてエンドキャップ式のボールねじに適用した例で説明しているが、これに限定されるものではない。本発明は、複数の無限循環路構成路を組み合わせて構成される無限循環路を備えており、一の無限循環路構成路から転動体を掬い上げて他の無限循環路構成路に送り込む掬い上げ部を有している直動装置であれば適用可能である。そのため、例えばボールねじとしては、掬い上げ部を有している循環こまを使用するボールねじにも適用可能である。

本発明に係る直動装置の第一実施形態としてのローラガイドを示す斜視図である。 図１に示すローラガイドの一部を破断して示す説明図である。 図１に示すローラガイドのＸ−Ｘ線部分での断面図である。 本発明に係るエンドキャップでの方向転換路の掬い上げ部を示す斜視図である。 図３の一部を拡大して示す要部拡大図である。 掬い上げ部を平面視方向から示す説明図である。 本発明に係る掬い上げ部の作用を説明する説明図である。 本発明に係る掬い上げ部の作用を説明する説明図である。 本発明に係る掬い上げ部の作用を説明する説明図である。 本発明に係る直動装置の第二実施形態としてのボールねじを説明するための説明的断面図である。 第二実施形態での方向転換路を説明するための説明的断面図である。 図１１の左側面図である。 ボールが掬い上げ部を介して方向転換路側に掬い上げられる状態を説明するための説明図であり、（ａ）はその横から見た説明図、（ｂ）は（ａ）の上方から見た説明図である。 本発明に係る掬い上げ部の変形例を示す斜視説明図である。 本発明に係る掬い上げ部の変形例を示す説明図である。 本発明に係る掬い上げ部の変形例を示す説明図である。 従来の直動装置（特にエンドキャップの方向転換路）を示す説明図である。

符号の説明

１０ ローラガイド（直動装置）
１２ 案内軸
１４ 転動体案内面
１６ スライダ
１７ 可動体本体
１８ 負荷転動体案内面
２２ 転動体戻し通路（無限循環路構成路）
２４ 方向転換路（無限循環路構成路）
２６ 転動体軌道路（無限循環路構成路）
２８ 無限循環路
３０ エンドキャップ（方向転換路形成部材）
３２ 外周案内部
３４ 内周案内部
３６ 掬い上げ部
４０ リブ
４６ ローラ（転動体）
５０ ボールねじ（直動装置）
５２ ねじ軸（案内軸）
５４ ねじ溝（転動体案内面）
５６ ボールナット
５７ ナット本体（可動体本体）
５８ 負荷ねじ溝（負荷転動体案内面）
６２ ボール戻し通路（転動体戻し通路（無限循環路構成路））
６４ 方向転換路（無限循環路構成路）
６６ 螺旋状通路（転動体軌道路（無限循環路構成路））
６８ 無限循環路
７０ エンドキャップ（方向転換路形成部材）
７６ 掬い上げ部
８６ ボール（転動体）
Ｌ 仮想垂線
Ｏ 中心点
Ｐ 掬い上げ点
Ｑ 交点
Ｒ 半径
Ｔ１ 隙間
Ｗ１ 幅
α、β 掬い上げ角
γ 当接角

Claims (9)

1. 複数の転動体が転動しつつ循環する無限循環路を備え、その無限循環路は、複数の無限循環路構成路を組み合わせて構成されており、且つ、一の前記無限循環路構成路から前記転動体を掬い上げて他の前記無限循環路構成路に送り込む掬い上げ部を有している直動装置において、
   前記掬い上げ部は、その先端が前記一の無限循環路構成路に、ばねによる付勢力によって当接していることを特徴とする直動装置。
2. 軸方向に延びる転動体案内面を有する案内軸と、その案内軸に対して相対移動可能に配設される可動体本体と、その可動体本体に形成されて前記転動体案内面に対向して前記転動体案内面とともに転動体軌道路を形成する負荷転動体案内面と、前記可動体本体に配設されて可動体本体とともに移動する方向転換路形成部材と、その方向転換路形成部材に形成されて前記転動体軌道路に連なる方向転換路と、前記可動体本体または前記方向転換路に形成されて前記方向転換路に連通する転動体戻し通路と、前記方向転換路に形成されて前記転動体を前記転動体軌道路から掬い上げる掬い上げ部と、前記転動体軌道路、前記方向転換路、および前記転動体戻し通路から構成される無限循環路内を転動しつつ循環する複数の転動体と、を備える直動装置において、
   前記掬い上げ部は、その先端部が前記転動体案内面に、ばねによる付勢力によって当接していることを特徴とする直動装置。
3. 前記ばねは、前記掬い上げ部自身を加工することにより構成されていることを特徴とする請求項２に記載の直動装置。
4. 前記掬い上げ部の先端部は、その幅方向の両側にリブを有することを特徴とする請求項２または３に記載の直動装置。
5. 前記掬い上げ部の先端部は、その幅方向の両側を、前記転動体案内面の長手方向に沿ってそれぞれ延長したことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の直動装置。
6. 前記転動体案内面と対向する前記掬い上げ部の裏面に逃げ部を有することを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の直動装置。
7. 前記掬い上げ部の先端部は、その内側面同士が対向する幅を、前記方向転換路側から前記転動体案内面側に向かって拡幅したことを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の直動装置。
8. 前記直動装置は、ローラガイドであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の直動装置。
9. 前記直動装置は、ボールねじであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の直動装置。

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