JP2006125582A - 直動案内装置用転動体収容ベルトおよび直動案内装置 - Google Patents

Abstract

【課題】転動体収容ベルトの連結腕部を収縮方向に変形可能とし、転動体列の循環を円滑に行ない得る用転動体収容ベルトおよびその転動体収容ベルトを備えた直動案内装置を提供する。
【解決手段】複数の転動体４６が転動しつつ循環する無限循環路１８内に転動体４６の並び方向に連続する案内溝を有する直動案内装置１０に用いられ、隣合う転動体４６の間に介装される複数の間座部５１と、その間座部５１を相互に連結する連結腕部５２と、を備え、間座部５１と連結腕部５２とによって画成される転動体収容部に転動体４６を個別に収容して無限循環路１８内での並び方向で整列させる転動体収容ベルト５０において、連結腕部５２は、間座部５１の端面よりも外側に張り出して前記案内溝に案内されるとともに、弾性材料を用いて前記案内溝の溝幅方向に蛇行する湾曲形状に成形した。
【選択図】図３

Description

本発明は、直動案内装置用転動体収容ベルトおよび直動案内装置に関する。

直動案内装置は、ころやボール等の複数の転動体が無限循環路内を転動することによってスライダを案内レールに対して相対移動させている。
しかし、直動案内装置では、スライダが案内レールに対して相対移動すると、各転動体は同一方向へ回転しつつ移動するため、隣り合う転動体同士が擦れ合って転動体の円滑な転動が妨げられる。そのため、騒音が大きくなり、転動体の摩耗の進行も早くなる。

そこで、従来から、騒音の発生を抑制し、円滑に直動案内装置を作動させるために、無限循環路内で転動体を整列させて転動体列を構成する転動体収容ベルトが提案されている（例えば特許文献１〜６参照）。
例えば特許文献１に記載されている技術における転動体列の概略を図１４に示す。なお、同図（ａ）は、一部を省略して示す転動体列の説明図、同図（ｂ）は、無限循環路内の曲線部における転動体列の説明図である。
同図（ａ）に示すように、転動体収容ベルトは、間座部１５１と、隣り合う間座部同士を連結する連結腕部１５２とを備えている。

間座部１５１は、転動体１４６の外周に対して摺動自在に接触する一対の転動体接触面１５４ａ、１５４ｂを有している。そして、隣り合う間座部１５１同士によって転動体１４６を挟むとともに、間座部１５１同士を可撓性がある薄肉材料からなるベルト状の連結腕部１５２によって連結しており、転動体を収容する部分（以下、「転動体収容部」という）が、間座部１５１と連結腕部１５２とによって画成される。そして、この転動体収容ベルトの転動体収容部に転動体１４６が収容されて転動体列１６２が構成され、無限循環路内を循環するようになっている。これにより、転動体同士の擦れ合いや競り合いが抑制され、転動体の循環性が改善される。なお、この特許文献１に記載の転動体収容ベルトでは、転動体収容ベルトの両端１５９（首尾）は連結されていない。

特開平１０−１１０７２８号公報 特開平１１−２２７２７号公報 特開２００２−７０８５６号公報 特開２００１−１６５１６９号公報 特開２００２−１３０２７２号公報 特開２００２−２９５４８１号公報

ところで、このような転動体列は、直線部と曲線部とからなる無限循環路内で、連結腕部の曲げ伸ばしが繰り返し行われながら循環する。さらに、無限循環路内で転動体に負荷が作用する領域では、各転動体相互の径の差や転動体案内面の形状誤差などによって、転動体に対する推進力にバラツキが生じ、各転動体に速度差が生じる。また、転動体列は、方向転換路の部分で変動が大きい。すなわち、転動体列が方向転換路内で曲がる時、間座部は方向転換路の半径方向内側に移動する。そして、間座部が転動体列の内側に移動すると、隣り合う間座部同士の間隔は狭くなる。

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、転動体列１６２を構成している薄肉材料からなるベルト状の連結腕部１５２は、収縮方向に変形することができない。そのため、その曲げ伸ばしや引張り力が繰り返し加わると、これらの作用によって連結腕部１５２に破断が生じる恐れがある。また、図１４（ｂ）に示すように、例えば方向転換路内で曲がる時、間座部１５１と転動体１４６との間に隙間を生じるため、間座部１５１による転動体１４６を保持する力が低くなる。すると、方向転換路内で転動体１４６の中心が描く公転軌道から転動体１４６の中心が離れ、方向転換路の外周側に転動体１４６が接触する。したがって、転動体列１６２が振動し、騒音が大きくなることになる。また、隣り合う間座部１５１同士の間隔を連結腕部１５２の所定長さによって予め決めている。そのため、転動体列１６２の長手方向での間隔調整が困難である。

また、スライダの片側に二列以上の無限循環路を有する直動案内装置においては、荷重を多方向から受けられるようにするために、各無限循環路の転動体軌道路は、それぞれ角度をもたせて配置される。通常、この種の転動体収容ベルトは、無限循環路の負荷が作用する領域内では、連結腕部がスライダの軌道面である負荷転動体案内面と案内レールの軌道面である転動体案内面との隙間内に配置される。このとき、特許文献１に記載の技術のような転動体収容ベルトでは、連結腕部１５２は、ベルト状の表裏の方向でなければ曲げることができない。そのため、各無限循環路の転動体軌道路に対する転動体戻し通路の角度は、例えば図１５に符号１２８で示すように、各無限循環路１２８のそれぞれを平行に形成せざるを得ず、設計上の制約となり、各無限循環路１２８の配置が限定されて、コンパクトな構造とすることが難しかった。

ここで、特許文献２に記載の技術では、間座部同士を連結する連結腕部を略円環状に形成することによってベルト状の連結腕部の変形に対する自由度を大きくしている。しかし、この略円環状に形成された連結腕部においても、無限循環路内で循環する際の連結腕部の曲げ伸ばしに対しては、収縮方向に変形することができない点では上記連結腕部１５２同様であり、必ずしも十分とはいえない。

また、特許文献３に記載の技術では、無限循環路内で転動体列が循環するための案内となる部分を間座部に形成している。そして、間座部同士を連結する連結腕部は、循環するための案内としての機能をもたせずに、鋸歯状の折り曲げられた形状に形成している。そのため、この鋸歯状の折り曲げられた形状に形成された連結腕部によって、無限循環路内で循環する際の連結腕部の曲げ伸ばしに際し、連結腕部が収縮方向に変形することを可能としている。しかし、この鋸歯状の連結腕部は、収縮方向に変形することはできるものの、転動体列が循環するための案内となる部分を間座部に形成しているため、案内となる部分が転動体の並び方向で断続的に形成されることになる。そのため、無限循環路内での循環が円滑に行なわれにくくなり、段差等に引っ掛かりが生じる可能性がある。

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、無限循環路内で循環する際の連結腕部の曲げ伸ばしに対し、連結腕部が収縮方向に変形することを可能にするとともに、無限循環路内での循環を円滑に行ない得る直動案内装置用転動体収容ベルトおよびその転動体収容ベルトを備えた直動案内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、転動体案内面を有する案内レールと、前記案内レールに対して相対移動可能に配設されて、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、前記転動体軌道路の両端にそれぞれ連なる一対の方向転換路、および前記一対の方向転換路に連通する転動体戻し通路を有するスライダと、前記転動体軌道路、前記一対の方向転換路、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、前記無限循環路内で前記転動体案内面と負荷転動体案内面との境目を通り前記転動体の並び方向に連続する案内溝を有する直動案内装置に用いられ、隣合う前記転動体の間に介装される複数の間座部と、該間座部を相互に連結する連結腕部と、を備え、前記間座部と連結腕部とによって画成される転動体収容部に前記転動体を個別に収容して前記無限循環路内での並び方向で整列させる転動体収容ベルトにおいて、前記連結腕部は、前記間座部の端面よりも外側に張り出して前記案内溝に案内されるとともに、前記案内溝の溝幅方向に蛇行する湾曲形状に成形された弾性材料からなることを特徴としている。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の直動案内装置用転動体収容ベルトであって、前記間座部は、隣合う前記転動体の転動面にそれぞれ対向して接触する凹面を有する一対の転動体接触面と、該転動体接触面に開口して前記転動体の並び方向に貫通する貫通孔と、を備え、前記一対の転動体接触面は、前記転動体収容部に収容された前記転動体が隣合う間座部同士の間から脱落しないように全方位で拘束するように形成されていることを特徴としている。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の直動案内装置用転動体収容ベルトであって、前記間座部は、前記転動体収容部に収容された前記転動体の脱落を少なくとも一の方位では許容するように形成されていることを特徴としている。
また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の直動案内装置用転動体収容ベルトであって、前記連結腕部の湾曲形状は、単一の円弧、または複数の円弧の組合わせから形成されていることを特徴としている。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の直動案内装置用転動体収容ベルトであって、前記連結腕部の湾曲形状は、その湾曲の向きが、展開時に全て同じ向きになっていることを特徴としている。
また、請求項６に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の直動案内装置用転動体収容ベルトであって、前記連結腕部の湾曲形状は、その湾曲の向きが、展開時に前記転動体の並び方向で交互に異なる向きに配置されていることを特徴としている。

また、請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の直動案内装置用転動体収容ベルトであって、前記転動体収容ベルトは、有端状に形成され、その有端状をなす両端部に係合部をそれぞれ備えるとともに、各係合部に係合して前記両端部を相互に連結する被係合部を有する連結部材をさらに備え、前記各係合部および前記連結部材の少なくとも一方は、前記転動体と略同形状をなす外形形状を少なくともその一部に備えていることを特徴としている。
また、請求項８に記載の発明は、直動案内装置であって、請求項１〜７のいずれか一項に記載の直動案内装置用転動体収容ベルトを備えていることを特徴としている。

本発明の転動体収容ベルトの連結腕部は、弾性材料を案内溝の溝幅方向で湾曲形状に成形している。そのため、無限循環路内で連結腕部の曲げ伸ばしが繰り返し行われながら循環しても、弾性と湾曲形状とによって連結腕部がばねとして伸び縮みすることができる。すなわち、連結腕部のもつ構造上の形態によって転動体列の軌道長の変動を吸収することができる。したがって、例えば無限循環路内での転動体に負荷が作用する領域で、転動体に対する推進力のバラツキから、各転動体に速度差が生じ、連結腕部に引張り力が繰り返し加わっても、連結腕部に破断が生じることがほとんどない転動体収容ベルトを提供できる。

また、連結腕部が方向転換路内で曲がる時、間座部が方向転換路の半径方向内側に移動し、隣り合う間座部同士の間隔が狭くなった場合でも、転動体列を構成している連結腕部がばねとして伸び縮みするので、収縮方向に連結腕部が変形することができる。そのため、間座部と転動体との間に隙間を生じることがほとんどなく、間座部による転動体の保持力を維持することができる。そして、方向転換路内で転動体の中心が描く軌跡が公転軌道から外れることも抑制される。そのため、転動体列の振動を抑制し、騒音を防止することができる。

また、本発明の転動体収容ベルトの連結腕部は、案内溝に案内されているから、無限循環路内での転動体列の循環が円滑に行なわれ、段差等に引っ掛かりが生じることもほとんどない。そして、転動体収容ベルトの配置角度に対する設計上の制約が緩和されるため、各無限循環路における案内溝配置角度の設計自由度が広がり、コンパクトな構造とすることができる。
すなわち、本発明によれば、無限循環路内で循環する際の連結腕部の曲げ伸ばしに対し、連結腕部が収縮方向に変形することを可能にするとともに、無限循環路内での循環を円滑に行ない得る直動案内装置用転動体収容ベルトおよびその転動体収容ベルトを備えた直動案内装置を提供することができる。

以下、本発明に係る直動案内装置の一実施形態について説明する。
図１は本発明に係る直動案内装置を説明する斜視図、また、図２は本発明に係る直動案内装置のスライダを横断面で示す説明図、図３は図２の直動案内装置でのＸ−Ｘ線部分における断面図である。
図１および図２に示すように、この直動案内装置１０は、転動体案内面１４を有する案内レール１２と、その案内レール１２に対して相対移動可能に跨設され、転動体案内面１４に対向する負荷転動体案内面１８を有するスライダ１６とを備えている。

案内レール１２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。また、スライダ１６は、スライダ本体１７と、スライダ本体１７の軸方向両端にそれぞれ装着されたエンドキャップ２２とから構成されている。
スライダ本体１７およびエンドキャップ２２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。エンドキャップ２２には、図３に示すように、負荷転動体案内面１８の両端にそれぞれ連なる一対の方向転換路２４が内部に形成されている。また、略コ字形をしたスライダ本体１７の内側には、案内レール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。さらに、スライダ本体１７には、一対の方向転換路２４に連通する転動体戻し通路２０が内部に形成されている。

案内レール１２の転動体案内面１４と、これに対向するスライダ本体１７の負荷転動体案内面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。そして、一対の方向転換路２４、転動体戻し通路２０、および、転動体軌道路２６によっ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。
無限循環路２８内には、転動体としての球状のボール４６が複数装填されている。ボール４６同士の間には、間座部５１が介装され、隣り合う間座部５１同士は、連結腕部５２によって連結されており、間座部５１と連結腕部５２とによって転動体収容ベルト５０を形成している。このように、ボール４６は、転動体収容ベルト５０によって連結されて転動体列６２が構成されている。

次に、本発明の一実施形態に係る転動体収容ベルト５０について図４を参照して詳しく説明する。図４は、転動体収容ベルト５０の説明図であり、図４（ａ）は転動体収容ベルト５０を展開して示す正面図、同図（ｂ）は、その長手方向一端の拡大平面図、同図（ｃ）は、その長手方向他端の拡大平面図である。
転動体収容ベルト５０は、同図（ａ）に示すように、複数の間座部５１と、間座部５１同士を連結する複数の連結腕部５２と、連結腕部５２によって連結された間座部５１の並び方向両端にそれぞれ形成された一対の係合部５９ａ、５９ｂとを備えて構成されており、弾性のある合成樹脂によって一体に成形されている。なお、この並び方向は、転動体収容ベルト５０の長手方向と一致している。

間座部５１は、短円柱状をなし、その直径Ｖは、ボール４６の直径Ａよりも小さい。それぞれの間座部５１には、隣り合うボール４６を個別に接触させる一対の転動体接触面５４ａ、５４ｂが軸方向の両端面に形成されている。一対の転動体接触面５４ａ、５４ｂは、ボール４６を隣り合う間座部５１同士の間に回転自在に支承しつつ保持可能なようにボール４６の転動面である球面Ｓに対応する凹面からそれぞれ形成されている。また、転動体接触面５４ａ、５４ｂは、無限循環路２８内でボール４６が連続する並び方向に向けてそれぞれ形成されている。すなわち、一方の転動体接触面５４ａは、個別に接触させる隣り合う一方のボール４６側に向いて形成され、他方の転動体接触面５４ｂは、個別に接触させる隣り合う他方のボール４６側に転動体接触面５４ａと反対側を向いて形成されている。そして、転動体収容ベルト５０は、隣り合う間座部５１同士の間にボール４６を介装前における、一対の転動体接触面５４ａ、５４ｂ同士の所定の間隔Ｂを、ボール４６の直径より僅かに小さくしており、転動体接触面５４ａ、５４ｂによって間座部５１同士の間に保持されたボール４６は、隣合う間座部５１同士の間から脱落しないように全方位で拘束するように保持されている。

また、転動体接触面５４ａ、５４ｂには、ボール４６の並び方向に貫通する貫通孔がその中心部分に形成されており、この貫通孔が潤滑剤溜まりとして機能するようになっている。
連結腕部５２は、間座部５１の端面よりも外側に張り出して形成されており、隣り合う間座部５１同士のそれぞれの転動体接触面５４ａ、５４ｂによってボール４６を両側から挟み込んで保持可能な所定の間隔Ｂをもって、隣り合う間座部５１同士を連結している。間座部５１と連結腕部５２とを連結する部分は、間座部５１同士の長手方向で同じ側の端面を、それぞれつないで形成されている。また、同図（ｂ）に示すように、一対をなす連結腕部５２同士の間隔Ｅは、ボール４６の直径Ａよりも僅かに大きくなっている。

ここで、隣り合う間座部５１同士をつなぐ連結腕部５２は、単一の円弧を有する湾曲形状に形成されている。その湾曲した幅は、必要十分な強度を維持可能な範囲で、細幅にて形成されている。そして、湾曲した連結腕部５２の中央部が細く、隣り合う間座部５１に向かって連結腕部５２の幅（肉厚）を次第に広くして、間座部５１と連結腕部５２との連結腕部分の強度を高くしている。なお、間座部５１の湾曲の向きは、展開時に全て同じ向きになっており、ボール４６の並び方向での各湾曲形状の凸となる向きは、図２に示すように、無限循環路２８内に組み込まれた状態で、無限循環路２８の外周側に全て向けて設けている。湾曲形状の凸となる向きを図２のようにすれば、連結腕部５２がボール４６の端面をより大きく抱え込むことができる。

なお、連結腕部５２の湾曲した高さＵ（図４（ａ）参照）は、後述する案内溝３８ａおよび案内溝３８ｂの溝幅より僅かに小さい。そのため、転動体収容ベルト５０の連結腕部５２を案内溝３８ａおよび案内溝３８ｂ内に摺動可能に係合させることができる構成となっている。
そして、同図に示すように、転動体収容ベルト５０は、その両端に一対の係合部５９ａ、５９ｂをそれぞれ備えている。各係合部５９ａ、５９ｂは、最も端部に位置する間座部５１の外側を向く面の中央部分から長手方向に延びる軸部５９ｅを有し、その軸部５９ｅ先端が間座部５１の径より小さな外径をもつ円盤部５９ｋとして形成されている。そして、各係合部５９ａ、５９ｂは、図４（ｄ）に示す連結部材５９を介して連結される。連結部材５９は、転動体と略同形状をなす外形形状を備えており、合成樹脂から形成されている。そして、その軸方向に、各係合部５９ａ、５９ｂの軸部５９ｅが嵌め込み可能な幅の溝部５９ｆが貫通している。さらに、その溝部５９ｆの中央部の拡幅した部分が各係合部５９ａ、５９ｂの先端の円盤状部分と係合する被係合部５９ｇになっている。これにより、各係合部５９ａ、５９ｂと連結部材５９とを相互に掛け止めて連結可能になっている。

図５は、本発明の一実施形態に係る転動体列を拡大して示す説明図である。
同図に示すように、転動体収容ベルト５０は、隣り合う間座部５１同士の間にボール４６を挿入することによって、ボール４６と間座部５１とが交互に並んだ転動体列６２を構成することができる。このとき、ボール４６の球面Ｓと転動体接触面５４ａ、５４ｂとは、転動体収容ベルト５０の間座部５１を形成している樹脂材料に自己潤滑性があるため、転動体接触面５４ａ、５４ｂとボール４６の球面Ｓとを低い摺動抵抗で互いに摺接させることが可能である。そのため、ボール４６は円滑に転動することができる。

また、転動体収容ベルト５０は、隣り合う間座部５１同士の間にボール４６を介装前における、一対の転動体接触面５４ａ、５４ｂ同士の所定の間隔Ｂを、ボール４６の直径より僅かに小さくしている。そのため、ボール４６を間座部５１同士の間に挿入した後も、連結腕部５２の弾性および湾曲形状によるばね性によってボール４６を包持することができる。換言すれば、連結腕部５２は、隣り合う間座部５１同士の対向する転動体接触面５４ａ、５４ｂをボール４６の球面Ｓに押しつける付勢力を作用させつつボール４６を回転自在に支承し、保持可能に構成されている。

なお、上述のように、転動体収容ベルト５０は弾性がある合成樹脂製であり、また連結腕部５２を湾曲形状にしているので、転動体収容ベルト５０にボール４６を挿入するときは、合成樹脂製の転動体収容ベルト５０の連結腕部５２の弾性変形を利用して隣り合う間座部５１同士の間にボール４６を押し込むだけでよく、容易に転動体列６２の組み立て作業を行うことができる。そして、転動体収容ベルト５０の係合部５９ａおよび５９ｂを連結部材５９を介して相互に掛け止めることによって、両端を連結して環状の転動体列６２を構成している。

次に、上述した転動体列６２が組み込まれる直動案内装置１０について、より詳細に説明する。
図２および図６に示すように、スライダ本体１７の内側面は、負荷転動体案内面１８となる部分を除いて、合成樹脂製の転動体収容ベルト案内部材４０により覆われている。また、転動体収容ベルト案内部材４０と、転動体収容ベルト案内部材４０に対向する案内レール１２の表面との間には、僅かな隙間が形成されている。

スライダ本体１７の略コ字形の内側には、負荷転動体案内面１８と転動体収容ベルト案内部材４０とによって、上述した転動体列６２が挿入される溝が構成されている。詳しくは、転動体収容ベルト案内部材４０によって、転動体収容ベルト案内壁３６ｂが形成されることで溝をなしている。転動体収容ベルト案内壁３６ｂ同士の間隔は、ボール４６の直径よりも僅かに大きい。そして、転動体収容ベルト案内壁３６ｂには、転動体収容ベルト５０での連結腕部５２を係合させる案内溝３８ｂが転動体案内面１４と負荷転動体案内面１８との境目を通りボール４６の並び方向に連続して形成されている。案内溝３８ｂの溝幅Ｇは、連結腕部５２の湾曲部の高さＵ（図４参照）より僅かに大きい。そのため、転動体収容ベルト５０の連結腕部５２を案内溝３８ｂ内に摺動可能に係合させることができる。ここで、連結腕部５２の湾曲形状の湾曲する向きは、案内溝３８ｂの溝幅方向に蛇行して形成されている。

また、図３および図７に示すように、略コ字形をしたスライダ本体１７袖部の肉厚部には、それぞれの負荷転動体案内面１８に所定の間隔を隔ててほぼ平行に延びる転動体戻し通路２０が形成されている。この転動体戻し通路２０は、円形断面が長手方向に連続する貫通孔３２と、この貫通孔３２内に挿入された循環チューブ３０とから構成されている。
この循環チューブ３０は、合成樹脂製のチューブである。循環チューブ３０の内部空間は、転動体収容ベルト案内壁３６ａとなっている。転動体収容ベルト案内壁３６ａの長手方向に連続する断面形状は、内部をボール４６が通過可能なように、ボール４６の直径よりも僅かに大きい。そのため、循環チューブ３０内の空間をボール４６および転動体収容ベルト５０は、円滑に移動することができる。

そして、転動体収容ベルト案内壁３６ａが、一対の連結腕部５２のそれぞれと対向する壁には、連結腕部５２を係合させつつ、案内可能な幅をもった案内溝３８ａが長手方向に連続して形成されている。すなわち、案内溝３８ａの溝幅Ｊは、連結腕部５２の高さＵ（図４参照）より僅かに大きい。そのため、転動体収容ベルト５０の連結腕部５２を案内溝３８ａ内に摺動可能に係合させることができる。ここで、本実施形態の直動案内装置では、図２に示すように、正面組合わせ構造（以下、ＤＦ構造という）を備えており、転動体軌道路２６と転動体戻し通路２０とでは転動体収容ベルト５０の傾きが異なっている。

図３に示すように、エンドキャップ２２内には、負荷転動体案内面１８両端にそれぞれ連なる湾曲した一対の方向転換路２４が形成されている。この方向転換路２４は、転動体戻し通路２０の貫通孔３２内に挿入された循環チューブ３０に連通し、長手方向に連続した円形断面からなる湾曲した貫通孔である。そして、転動体収容ベルト案内壁３６ａ、３６ｂは、この方向転換路２４をはさんで連続して形成されている。
転動体列６２は、方向転換路２４の内部では、連結腕部５２が弾性変形し、転動体列６２全体が回動しつつ移動する。なお、この連結腕部５２の変形範囲に合わせた曲率を考慮して方向転換路２４内では、案内溝の幅を僅かに拡幅させている。

次に、上記転動体収容ベルト５０および直動装置１０の作用・効果等について説明する。
上述の構成からなる直動装置１０は、スライダ１６を案内レール１２の軸方向に相対移動させると、無限循環路２８内をボール４６が回転しつつ移動し、ボール４６とともに転動体収容ベルト５０も無限循環路２８内を移動する。このとき、無限循環路２８内で転動体収容ベルト５０の間座部５１は、自分の移動方向の前方にあるボール４６を押し、さらに、ボール４６は自分の移動方向の前方にある間座部５１を押す。すなわち、転動体列６２全体が無限循環路２８内を循環移動する。

そして、転動体列６２は、転動体軌道路２６においてスライダ１６とは反対方向に移動し、転動体軌道路２６の一方の端部から連続する一方の方向転換路２４に入って移動方向を変え、方向転換路２４から転動体戻し通路２０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とができる。

このように、この直動案内装置１０によれば、無限循環路２８内には、ボール４６同士の間に間座部５１が介在しているので、ボール４６同士が互いに直接接触することはなく、ボール４６同士の擦れ合いにより騒音や摩耗が発生することは防止されている。そして、間座部５１同士を連結腕部５２によって連結しているので、転動体収容ベルト５０によって各ボール４６はそれぞれの中心がほぼ平行な状態で整列されており、所定の間隔を維持しながら無限循環路２８内を転動体列６２として回転しつつ移動することができる。

そして、ボール４６は、転動体軌道路２６内で抵抗を受けるが、各ボール４６は後方から間座部５１によって押されるため、転動体軌道路２６内を円滑に移動できる。また、転動体軌道路２６内で転動体収容ベルト案内壁３６ｂ同士の間隔はボール４６の直径Ａよりも僅かに大きいだけであり、さらに、各転動体収容ベルト５０の連結腕部５２は転動体収容ベルト案内壁３６ｂの案内溝３８ｂに係合して案内されている。このため、転動体軌道路２６内で各間座部５１が倒れたりすることは防止されており、転動体列６２の配列が乱れてその円滑な移動が妨げられることも防止される。

また、間座部５１が転動体軌道路２６内で倒れたりすることが連結腕部５２によって防止されている。そして、その連結腕部５２と、転動体収容ベルト案内壁３６ａまたは３６ｂとの間の間隔を一定に保つことができる。さらに、この間隔をできるだけ小さくしているので、無限循環路２８内での間座部５１の転倒などをより確実に防止することができる。そのため、転動体収容ベルト５０の間座部５１同士の間に保持されているボール４６をより円滑に循環させることができる。

さらにまた、転動体収容ベルト５０の連結腕部５２が案内溝３８ａおよび３８ｂに沿って無限循環路２８を案内されるので、転動体収容ベルト５０が移動する際の振れは規制され、転動体収容ベルト５０が連結腕部５２の間に保持するボール４６の振れも規制され、転動体列６２全体が無限循環路２８内を正確かつ円滑に移動可能となる。
そして、転動体収容ベルト５０は、連結腕部５２が案内溝３８ａおよび３８ｂに係合しており、さらに、ボール４６は、隣合う間座部５１同士の転動体接触面５４ａ、５４ｂ間によって脱落しないように全方位で拘束するように保持されているため、スライダ１６を案内レール１２から抜き出したときでも、スライダ１６からボール４６が脱落することが防止される。

また、転動体接触面５４ａ、５４ｂには、ボール４６の並び方向に貫通する貫通孔が形成されており、この貫通孔が潤滑剤溜まりとして機能する。そのため、ボール４６の潤滑状態がより好適に維持される。
さらに、転動体収容ベルト５０の連結腕部５２は、弾性材料を湾曲形状にして成形している。そのため、連結腕部５２は、弾性と湾曲形状とによってばねとして伸び縮みすることができる。すなわち、無限循環路２８内で連結腕部５２の曲げ伸ばしが繰り返し行われながら循環しても、連結腕部５２がそれに応じて変形することができる。すなわち、構造上の形態によって転動体列６２の軌道長の変動を吸収することができる。したがって、無限循環路２８内でのボール４６に負荷が作用する領域で、ボール４６に対する推進力のバラツキから、各ボール４６に速度差が生じ、連結腕部５２に引張り力が繰り返し加わっても、連結腕部５２に破断が生じることがほとんどない転動体収容ベルト５０を提供できる。

そして、この転動体収容ベルト５０によれば、図８に曲げ伸ばしに対する変形状態のイメージを示すように、連結腕部５２の表裏方向（同図（ａ））は勿論、連結腕部５２の幅方向（同図（ｂ））に対しても変形することができる。そのため、無限循環路内で、その配置角度に対する設計上の制約が緩和されるため、各無限循環路における案内溝配置角度の設計自由度が広がる。すなわち、本実施形態のように、転動体軌道路２６に対し転動体戻し通路２０を傾けて直動案内装置をコンパクトにしたＤＦ構造で構成した場合であっても、連結腕部５２に破断が生じることがほとんどない。

また、連結腕部５２が方向転換路２４内で曲がる時、間座部５１が方向転換路２４の半径方向内側に移動し、隣り合う間座部５１同士がボール４６を保持している間隔が小さくなった場合でも、転動体列６２を構成している連結腕部５２がばねとして伸び縮みすることができるので、連結腕部５２が間座部５１同士の距離を狭くする方向に変形することができる。そのため、間座部５１とボール４６との間に隙間を生じることがほとんどなく、間座部５１によるボール４６の保持力を維持することができる。そして、方向転換路内でボール４６の中心が描く軌跡が公転軌道から外れることも抑制される。したがって、転動体列６２の振動を抑制し、騒音を防止することができる。

また、隣り合う間座部５１同士の間隔も、連結腕部５２の備えている弾性と湾曲形状とによってばねとして伸び縮みすることができるため、間座部５１の並び方向での長さの変動に対応することができる。そのため、転動体列６２の長手方向での隣り合う間座部５１相互の間隔調整が可能である。したがって、例えば間座部５１が多少磨耗しても、間座部５１とボール４６との間に隙間を生じることが抑制される。そのため、経時的変化による、騒音の増大や、案内レール１２に対するスライダ１６の円滑な走行性が失われる等、がほとんどない転動体収容ベルト５０を提供できる。

さらにまた、予め一体に形成されている転動体収容ベルト５０の間座部５１同士の所定の間隔Ｂをボール４６の直径Ａより小さく形成している。そのため、ボール４６を間座部５１同士の間に挿入した後も、連結腕部５２の弾性および湾曲形状によるばね性によってボール４６を包持することができる。そのため、間座部５１同士がボール４６を両側から抱え込む保持力を、そのばね性によって補助することができる。そのため、転動体列６２をより安定して構成することができる。

例えば間座部５１に磨耗が生じたときでも、転動体列６２全体が収縮して生じた隙間を補完できるため、間座部５１とボール４６との間に隙間が生じることがほとんどない。そのため、方向転換路２４内でボール４６中心の描く軌跡が公転軌道から外れることも、より抑制される。したがって、経時的変化による、転動体列６２の振動の増大をより抑制し、騒音の増大をより効果的に防止することができる。そして、案内レール１２に対するスライダ１６の円滑な走行性等もより好適に維持することができる。

なお、上記実施形態では、図１〜図７に示す形状を備えた直動案内装置１０について説明したが、本発明に係る直動案内装置はこれに限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、一対をなす連結腕部５２のそれぞれに、案内溝の溝幅方向に蛇行する湾曲形状を備えている例で説明したが、これに限定されず、一対の連結腕部５２のいずれか一方に湾曲形状を備えた構成としてもよい。しかし、無限循環路２８内で循環する際の連結腕部５２の曲げ伸ばしに対し、連結腕部５２が収縮方向に変形することを可能にするとともに、無限循環路２８内での循環を円滑に行ない得る転動体収容ベルトをより安定させる上では、一対をなす連結腕部５２のそれぞれに対し案内溝の溝幅方向に蛇行する湾曲形状を備えた構成とすることが好ましい。

また、例えば、上記実施形態では、一対をなす連結腕部５２の湾曲形状は、隣り合う間座部５１同士の間に湾曲部を一箇所形成している例で説明したが、これに限定されるものではなく、例えば複数の円弧の組合わせによって湾曲部を形成してもよい。また、連結腕部５２の湾曲形状の幅は、中央部が最も細く、隣り合う間座部５１に向かって連結腕部５２の幅（肉厚）を次第に広くしているが、これに限定されるものではない。

例えば、図９（ａ）に変形例として示すように、湾曲形状の幅を均一幅としてもよい。しかし、通常、間座部５１と連結腕部５２との連結部分での応力が高いため、上記実施形態のように間座部５１と連結腕部５２との連結部分に向けて幅（肉厚）を次第に広くして強度を高くしておくことが望ましい。また、例えば、図９（ｂ）に変形例として示すように、湾曲形状の凸となる向きは、無限循環路２８の内周側に向けてもよい。また、例えば、図９（ｃ）に変形例として示すように、ボール４６の並び方向で内周側向きと外周側向きを交互に、互い違いの向きで配置してもよい。しかし、上記実施形態のように外周側に向けて設けた方が、方向転換路２４内でボール４６の端面をより大きく抱え込めるため望ましい。

また、連結腕部５２を湾曲させる方向（湾曲の向き）を、案内溝の溝幅の方向のみとしているが、これに限定されるものではなく、例えば、図１０（ａ）および（ｂ）に変形例として示すように、案内溝同士の対向する方向にさらに向けて連結腕部５２を湾曲させて形成してもよい。この場合、連結腕部５２を湾曲させた形状を、同図のようにボール４６の球面に摺接させるように円環状に形成すれば、ボール４６の案内溝同士の対向する方向でのガタを規制することもできる。

また、例えば上記実施形態では、転動体列６２は、転動体収容ベルト５０両端の各係合部５９ａ、５９ｂを連結部材５９を介して掛け止めて無端状の転動体列を構成しているが、転動体収容ベルト５０両端の各係合部５９ａ、５９ｂを無くして有端状にすることも可能である。その場合であっても、転動体列長手方向の長さの変動を、間座部５１同士を連結している連結腕部５２の弾性と湾曲形状とによって対応すれば、部品等の誤差によって生じる若干の無限循環路２８の長さの変動を吸収可能であることは同様である。

また、転動体収容ベルト５０両端の各係合部５９ａ、５９ｂおよび連結部材５９による連結構造も、上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、図１１（ａ）および（ｂ）に変形例として示すように、各係合部５９ａ、５９ｂには上記実施形態での溝部５９ｆおよび被係合部５９ｇを形成し（同図（ａ）参照）、連結部材５９には、上記実施形態での軸部５９ｅおよび円盤部５９ｋを形成し（同図（ｂ）参照）、上記実施形態同様に掛け止めてもよい。

また、ボール４６と略同形状をなす外形形状を備えた構成は、連結部材５９に対して形成される場合に限定されず、例えば図１１（ｃ）および（ｄ）に変形例として示すように、連結部材５９は、上記実施形態での軸部５９ｅおよび円盤部５９ｋのみからなる構造とし、各係合部５９ａ、５９ｂに対し（同図（ｃ）参照）、ボール４６と略同形状をなす外形形状を備えた構成としてもよい。

さらにまた、上記実施形態では、間座部５１は、ボール４６の転動面にそれぞれ対向して接触する凹面を有し、その凹面に開口してボール４６の並び方向に貫通する貫通孔が形成された一対の転動体接触面５４ａ、５４ｂを備えており、さらに、隣合う間座部５１同士の一対の転動体接触面５４ａ、５４ｂは、その転動体収容部に収容されたボール４６が脱落しないように全方位で拘束するように形成されている例で説明したが、これに限定されない。例えば図１２（ａ）に変形例として示すように、凹面に替えて平面を備えた構成としてもよい。そして、この間座部５１では、前記転動体収容部に収容されたボール４６の脱落を少なくとも連結腕部５２の、ベルト状の表裏の方向では許容するように形成されている。このような構成であれば、転動体収容部に転動体を収容する作業を容易に行なうことができる。また、例えば図１２（ｂ）に変形例として示すように、凹面を、ボール４６の球面に倣う形状ではなく、無限循環路の幅方向に軸を向けた円筒体の外周面に倣う曲面等としてもよい。

また、上記実施形態では、転動体軌道路２６に対し転動体戻し通路２０を傾けて直動案内装置をコンパクトにしたＤＦ構造で構成した例で説明しているが、これに限定されず、例えば図１３に示すような背面組合わせ構造（ＤＢ構造）とした場合であっても採用可能であり、さらに、従来例として図１５に示したように、転動体軌道路２６に対し転動体戻し通路２０を傾けないで無限循環路を構成した場合であっても採用可能であることは勿論である。

本発明に係る直動案内装置を説明する斜視図である。 本発明に係る直動案内装置のスライダを横断面で示す説明図である。 図２に示す直動案内装置のＸ−Ｘ線部分での断面図である。 本発明の一実施形態に係る転動体収容ベルトの説明図である。 本発明の一実施形態に係る転動体列の拡大説明図である。 図２に示す直動案内装置の転動体軌道路での長手方向に垂直な断面図である。 図２に示す直動案内装置の転動体戻し通路での長手方向に垂直な断面図である。 本発明に係る転動体収容ベルトの作用を説明する図であり、同図では、転動体収容ベルトの変形のイメージを示している。 本発明に係る転動体収容ベルトの連結腕部における湾曲形状の変形例の説明図である。 本発明に係る転動体収容ベルトの連結腕部における湾曲形状の変形例の説明図である。 本発明に係る転動体収容ベルト端部の係合部における変形例の説明図でる。 本発明に係る転動体収容ベルトの間座部の変形例の説明図である。 本発明に係る直動案内装置による無限循環路の他の構成例を示す説明図である。 従来の技術に係る転動体列の一例を示す説明図である。 従来の技術に係る直動案内装置の無限循環路の一例を示す説明図である。

符号の説明

１０ 直動案内装置
１２ 案内レール
１４ 転動体案内面
１６ スライダ
１７ スライダ本体
１８ 負荷転動体案内面
２０ 転動体戻し通路
２２ エンドキャップ
２４ 方向転換路
２６ 転動体軌道路
２８ 無限循環路
３０ 循環チューブ
３２ 貫通孔
３６ａ （循環チューブの）転動体収容ベルト案内壁
３６ｂ （負荷ボール転動面の）転動体収容ベルト案内壁
４０ 転動体収容ベルト案内部材
４６、１４６ ボール（転動体）
５０ 転動体収容ベルト
５１、１５１ （転動体収容ベルトの）間座部
５２、１５２ （転動体収容ベルトの）連結腕部
５４ａ、５４ｂ、１５４ａ、１５４ｂ 転動体接触面
５９ａ、５９ｂ、 係合部
５９ 連結部材
６２、１６２ 転動体列
１５９ 端部

Claims (8)

1. 転動体案内面を有する案内レールと、前記案内レールに対して相対移動可能に配設されて、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、前記転動体軌道路の両端にそれぞれ連なる一対の方向転換路、および前記一対の方向転換路に連通する転動体戻し通路を有するスライダと、前記転動体軌道路、前記一対の方向転換路、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、前記無限循環路内で前記転動体案内面と負荷転動体案内面との境目を通り前記転動体の並び方向に連続する案内溝を有する直動案内装置に用いられ、
   隣合う前記転動体の間に介装される複数の間座部と、該間座部を相互に連結する連結腕部と、を備え、前記間座部と連結腕部とによって画成される転動体収容部に前記転動体を個別に収容して前記無限循環路内での並び方向で整列させる転動体収容ベルトにおいて、
   前記連結腕部は、前記間座部の端面よりも外側に張り出して前記案内溝に案内されるとともに、前記案内溝の溝幅方向に蛇行する湾曲形状に成形された弾性材料からなることを特徴とする直動案内装置用転動体収容ベルト。
2. 前記間座部は、隣合う前記転動体の転動面にそれぞれ対向して接触する凹面を有する一対の転動体接触面と、該転動体接触面に開口して前記転動体の並び方向に貫通する貫通孔と、を備え、
   前記一対の転動体接触面は、前記転動体収容部に収容された前記転動体が隣合う間座部同士の間から脱落しないように全方位で拘束するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の直動案内装置用転動体収容ベルト。
3. 前記間座部は、前記転動体収容部に収容された前記転動体の脱落を少なくとも一の方位では許容するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の直動案内装置用転動体収容ベルト。
4. 前記連結腕部の湾曲形状は、単一の円弧、または複数の円弧の組合わせから形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の直動案内装置用転動体収容ベルト。
5. 前記連結腕部の湾曲形状は、その湾曲の向きが、展開時に全て同じ向きになっていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の直動案内装置用転動体収容ベルト。
6. 前記連結腕部の湾曲形状は、その湾曲の向きが、展開時に前記転動体の並び方向で交互に異なる向きに配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の直動案内装置用転動体収容ベルト。
7. 前記転動体収容ベルトは、有端状に形成され、その有端状をなす両端部に係合部をそれぞれ備えるとともに、各係合部に係合して前記両端部を相互に連結する被係合部を有する連結部材をさらに備え、
   前記各係合部および前記連結部材の少なくとも一方は、前記転動体と略同形状をなす外形形状を少なくともその一部に備えていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の直動案内装置用転動体収容ベルト。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の直動案内装置用転動体収容ベルトを備えていることを特徴とする直動案内装置。

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