JP2008002530A - 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】衝突音やレース音などの騒音を一層低減させるとともに転動体を円滑に循環させ得る直動案内装置用転動体収容ベルトおよび直動案内装置を提供する。
【解決手段】この転動体収容ベルト５０は、ボール４６を個別に収容する転動体収容部５９と、無限循環路の内壁面に摺接可能な案内部５４と、を有している。そして、転動体収容部５９は、これに収容されるボール４６に対し前記並び方向での両側に配置されてボール４６に当接する面をそれぞれもつ一対の当接部５１と、その一対の当接部５１相互を連結する第一の連結腕部５２と、を有して構成され、さらに、案内部５４は、隣り合う転動体収容部５９同士の間に、転動体収容部５９とは離隔して設けられ、案内部５４および転動体収容部５９は、第二の連結腕部５３によって相互に連結されている。
【選択図】図４

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、無限循環路内を転動しつつ循環する複数の転動体を介し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、この種の直動案内装置では、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、転動体を個別に収容する転動体収容部を備え、その転動体収容部に転動体を収容して、無限循環路内の並び方向で整列させ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に記載の技術では、隣り合う転動体同士の間に介装されるとともに転動体に当接する面をもつ当接部と、この当接部を相互に連結する連結腕部とによって転動体収容部が構成されている。なお、この当接部は転動体の直径よりも並び方向での厚さが薄い。このような構成の転動体収容ベルトによれば、転動体を無限循環路内の並び方向で転動体列として整列させて、騒音の発生を抑制し、無限循環路内を円滑に循環させることができる。

また、スライダを案内レールに対して相対移動させる直動案内装置ではないが、ベルトに転動体を収容して整列させるものとして、例えば特許文献２ないし３に記載の技術が開示されている。なお、これら文献に記載の技術では、隣り合う転動体相互は、例えば上記特許文献１に記載の技術に比べて、無限循環路内の並び方向で比較的に大きな間隔をもって配置されている。

また、類似の例として、特許文献４に記載の技術では、特許文献１に記載の技術のような転動体収容ベルトは用いていないが、隣り合う転動体間に合成樹脂製の球状部材を介装しており、これにより、隣り合う転動体相互の接触を防止し、騒音の発生を抑制している。なお、この球状部材は、負荷を受ける転動体に比べて軽い。
また、類似の例として、特許文献５に記載の技術では、無限循環路内に配置される複数の転動体のうち、一部を高硬度転動体で構成しており、高硬度転動体としてセラミックス製の玉が例示されている。そして、その高硬度転動体とこれに隣り合う転動体との間にはセパレータが介在されている。

特開平１０−９２６４号公報 特公昭４７−３３０７２号公報 ドイツ特許公開公報ＤＥ１５７５４８４ Ａ１ 実開昭６３−８２８１８号公報 特開２００３−２３９９６７号公報 改訂低騒音化技術、技術書院、中野有朋著、１９９３、p.４５−４６

しかしながら、例えば特許文献１に記載の技術のように、隣り合う転動体同士の間に当接部を介装して、その当接部を連結腕部で相互に連結した転動体収容ベルトであっても、転動体は、無限循環路内を転動しつつ循環する際に、無限循環路の内壁や案内レール等の直動案内装置を構成する部材に衝突するので、衝突音と呼ぶ騒音が発生する。

ここで、特許文献１に記載の技術では、隣り合う転動体同士は、当接部を挟んで隣接しており、この当接部は転動体の直径よりも並び方向での厚さが薄いので、隣り合う転動体同士の距離は、比較的接近している。そのため、直動案内装置のスライダを走行させた際、無限循環路内を単位時間あたりに通過する転動体の数が比較的に多くなり、これにより、転動体が直動案内装置を構成する部材に衝突する頻度が増える。したがって、衝突音が顕著に発生してしまう。一般に、直動案内装置においては、この衝突音が主要な騒音要因と考えられる。

また、転動体は、案内レールおよびスライダ相互の軌道間で荷重を受けながら走行する。この際、軌道面の微少な凹凸などに起因してレース音と呼ぶ騒音が発生する。このレース音は、軌道と転動体との接触部で生じるため、荷重を受ける転動体の数が多いほど大きくなる。したがって、特許文献１に記載の技術のように、隣り合う転動体相互を比較的接近させて配置している場合、このレース音についても顕著に発生してしまう。このように、隣り合う転動体相互の接触を、当接部を介装して防止するだけでは、騒音の発生を抑制する上で未だ不十分である。

一方、上記特許文献２ないし３に記載の技術によれば、隣り合う転動体同士は、比較的に大きな間隔をもって配置されているので、無限循環路内を単位時間あたりに通過する転動体の数を少なくすることができる。そのため、特許文献１に記載の技術と比べて、衝突音やレース音などの騒音を比較的に小さくすることができる。しかし、これら文献に記載の技術では、転動体が無い部分（転動体を収容する各部分相互を連結する部分）では、隣り合う転動体間に比較的に大きな間隔をもっているので、その部分の撓みを抑えるのが困難である。そのため、この撓みによって転動体収容ベルトの円滑な循環が損なわれ、直動案内装置の円滑な作動が妨げられるおそれがある。

また、特許文献４に記載の技術によれば、転動体間に合成樹脂製の球状部材を介装しており、この球状部材は、負荷を受ける転動体に比べて軽いので、無限循環路の内壁や案内レール等の直動案内装置を構成する部材に衝突しても、衝突音やレース音を抑制可能である。しかし、同文献に記載の技術では、転動体と球状部材とを一定の比率で（例えば交互に）配置する必要があるので、その組み立てに特別な設備を要し、その分、製造コストが掛かる。

ここで、特許文献５に記載の技術では、高硬度転動体によって軌道面の初期なじみを速やかに終了させることを目的とするものであるが、同文献に例示されるようなセラミックス製の玉は、鋼製の玉に比べて軽量なので、その運動エネルギーが比較的に小さい。そのため、鋼製の玉に比べて衝突音が小さくなる。すなわち、当初の目的は異なるものの、結果として、衝突音については抑制する効果がある。

しかしながら、同文献に記載の技術は、軌道面の初期なじみを速やかに終了させることを目的とするために、セラミックス製の玉についても、軌道面で荷重を受けるように構成しなければならない。すなわち、高硬度転動体は、他の転動体と同じ大きさか、あるいは僅かに大きな大きさにする必要がある。したがって、軌道面で荷重を受ける転動体の数は、高硬度転動体を用いない場合と同一になるので、レース音の発生を抑制する作用を有しておらず、騒音を低減する効果の点では不十分である。
そこで、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、衝突音やレース音などの騒音を一層低減させるとともに転動体収容ベルトを円滑に循環させ得る直動案内装置用転動体収容ベルトおよび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、本発明のうち第一の発明は、複数の転動体が転動しつつ循環する無限循環路を有する直動案内装置に用いられ、前記転動体を前記無限循環路内の並び方向で整列させる転動体収容ベルトであって、前記転動体を個別に収容する転動体収容部と、隣り合う前記転動体収容部同士の間に当該隣り合う転動体収容部とは離隔して設けられる案内部と、を備え、前記転動体収容部は、これに収容される転動体に対し前記並び方向での両側に配置されて当該転動体に当接する面をそれぞれもつ一対の当接部と、該一対の当接部相互を連結する第一の連結腕部と、を有して構成されており、前記案内部およびこれに隣接する転動体収容部とは、第二の連結腕部によって相互に連結されており、前記案内部は、前記無限循環路内で前記第二の連結腕部が前記並び方向とは直角な方向に撓んだときには前記無限循環路の内壁面に摺接するようになっていることを特徴としている。

第一の発明によれば、転動体を個別に収容する転動体収容部を有しているので、無限循環路内の並び方向で転動体を整列させ、転動体を円滑に循環させることができる。さらに、隣り合う転動体収容部同士の間には、無限循環路の内壁面に摺接可能な案内部が、転動体収容部とは離隔して設けられているので、隣り合う転動体同士は、二つの当接部およびこれに離隔して設けられた案内部を挟んで配置されることになる。そのため、隣り合う転動体収容部に収容される転動体相互の中心間距離（以下、本明細書において「転動体中心間距離」ともいう）を比較的広く確保することができる。

これにより、この転動体収容ベルトを備える直動案内装置のスライダを走行させた際、無限循環路内を単位時間あたりに通過する転動体の数を、例えば上記例示した特許文献１に記載の技術に比べて、比較的に少なくすることができる。そのため、転動体が直動案内装置を構成する部材に衝突する頻度を減らすことができる。したがって、衝突音やレース音についても一層低減させることができる。そして、この案内部は、第二の連結腕部が前記並び方向とは直角な方向に撓んだときに無限循環路の内壁面に摺接可能なので、並び方向とは直角な方向への第二の連結腕部の撓みが案内部によって規制される。つまり、転動体が無い部分（転動体収容部相互を連結する第二の連結腕部および案内部の部分）では、この部分を挟んで隣り合う転動体間に比較的に大きな間隔をもっていても、この転動体が無い部分での撓みを案内部によって抑えることができる。したがって、この部分の過大な撓みによって転動体収容ベルトの円滑な循環が損なわれることも防止または抑制可能である。

ここで、第一の発明に係る転動体収容ベルトにおいて、前記案内部は、前記転動体の外径より小さい外径を有する円柱形状であり、その円柱形状の軸線が前記並び方向と一致する向きに配置され、その円柱面が前記無限循環路の内壁面に摺接する面になっていることは好ましい。このような構成であれば、無限循環路の内壁面に摺接させる案内部とする上で好適である。

あるいは、第一の発明に係る転動体収容ベルトにおいて、前記案内部は、前記転動体の外径より小さい外径の凸球面を有する形状であり、その凸球面が前記無限循環路の内壁面に摺接する面になっていることは好ましい。このような構成であっても、無限循環路の内壁面に摺接させる案内部とする上で好適である。
また、第一の発明に係る転動体収容ベルトにおいて、前記転動体は、球またはころであり、隣り合う転動体収容部は、これに収容される転動体相互の中心間距離が、当該転動体の直径の二倍以上となる位置に設けられていることは好ましい。このような構成であれば、隣り合う転動体間に比較的に大きな間隔をもたせて、無限循環路内を単位時間あたりに通過する転動体の数を比較的に少なくする上でより望ましい。

さらに、本発明のうち第二の発明は、直動案内装置であって、第一の発明に係る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。第二の発明によれば、第一の発明に係る直動案内装置用転動体収容ベルトによる作用・効果を奏する直動案内装置を提供することができる。
また、本発明のうち第三の発明は、複数の転動体が転動しつつ循環する無限循環路内に、前記転動体を個別に収容可能な転動体収容部に収容してその並び方向で整列させる転動体収容ベルトを備える直動案内装置であって、前記転動体収容部には、前記転動体とは相似形の案内部材と、前記転動体とが収容され、さらに、前記案内部材の質量は、前記転動体よりも小さな質量であり、前記案内部材の寸法は、これが収容される転動体収容部が前記並び方向とは直角な方向に移動したときには前記無限循環路の内壁面に当該案内部材が摺接可能な範囲で前記転動体よりも小さい寸法になっていることを特徴としている。

第三の発明によれば、転動体を個別に収容する転動体収容部を有しているので、無限循環路内の並び方向で転動体を整列させ、これを円滑に循環させることができる。さらに、転動体収容部のうち、転動体とは相似形且つ転動体よりもその寸法および質量が小さな案内部材を収容した転動体収容部が設けられているので、この案内部材を収容した転動体収容部に隣接する、転動体を収容した転動体収容部内の転動体同士は、案内部材を収容した転動体収容部の分だけ離隔して設けられることになる。そのため、この部分での転動体相互の中心間距離を比較的広く（転動体の外径の二倍以上）確保することができる。

これにより、この転動体収容ベルトを備える直動案内装置のスライダを走行させた際、無限循環路内を単位時間あたりに通過する転動体の数が比較的に少なくなる。そのため、転動体が直動案内装置を構成する部材に衝突する頻度を減らすことができる。したがって、衝突音やレース音についても低減させることができる。そして、この案内部材は、これが収容される転動体収容部が前記並び方向とは直角な方向に移動したときに無限循環路の内壁面に摺接可能なので、転動体が無い部分（案内部材を収容した転動体収容部の部分）では、隣り合う転動体間に比較的に大きな間隔をもっていても、その部分の撓みを案内部材によって抑えることができる。したがって、この部分での過大な撓みによって転動体収容ベルトの円滑な循環が損なわれることも防止または抑制可能である。

ここで、第三の発明に係る直動案内装置において、前記転動体は、球またはころであり、前記並び方向で隣り合う転動体は、相互の中心間距離が当該転動体の直径の二倍以上となる位置の転動体収容部のみに収容され、他の転動体収容部には案内部材が収容されていることは好ましい。このような構成であれば、隣り合う転動体間に比較的に大きな間隔をもたせる配置として効果的であり、無限循環路内を単位時間あたりに通過する転動体の数を比較的に少なくする上で望ましい。

上述のように、本発明によれば、衝突音やレース音などの騒音を一層低減させるとともに転動体収容ベルトを円滑に循環させ得る直動案内装置用転動体収容ベルトおよび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用転動体収容ベルト及びその転動体収容ベルトを備えた直動案内装置並びに転動体収容ベルト製造用金型の実施形態について図面を適宜参照しつつ説明する。
図１は、本発明に係る転動体収容ベルトを備えた直動案内装置の第一の実施形態のリニアガイドを示す斜視図である。また、図２は、図１のリニアガイドのエンドキャップを取り外した正面図、図３は、図２のリニアガイドでの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、このリニアガイド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案内レール１２上に跨設されるスライダ１６とを備えている。
案内レール１２は、ほぼ角形の断面形状を有し、その両側面にそれぞれ２条ずつ計４条の転動体案内面１４が、その長手方向に沿って直線状に形成されている。
スライダ１６は、図１に示すように、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とを備えて構成されている。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。

スライダ本体１７には、図２に示すように、その略コ字形をした両袖部の内側に、案内レール１２の各転動体案内面１４にそれぞれ対向する断面ほぼ半円形の負荷転動体案内面１８が計４条形成されている。また、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。さらに、図２および図３に示すように、スライダ本体１７には、その一対の方向転換路２４に連通して、負荷転動体案内面１８に平行で断面円形の貫通孔からなる転動体戻し通路２０が袖部の内部に形成されている。そして、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。さらに、各無限循環路２８内には、転動体としてのボール４６が複数装填されている。そして、各無限循環路２８内の複数のボール４６は、転動体収容ベルト５０によって転動体収容ベルト５０とともに転動体列６２を構成している。

以下、この転動体収容ベルト５０について、図３および図４を適宜参照しつつより詳しく説明する。なお、図４は、転動体収容ベルトを説明する図であり、同図（ａ）は無限循環路の外周側から見た斜視図を示し、また、同図（ｂ）はボールの並び方向に沿った断面図を示している。
この転動体収容ベルト５０は、図３に示すように、有端状に形成されており、ボール４６を個別に収容する転動体収容部５９と、無限循環路２８の内壁面に摺接可能な案内部５４と、を備えて構成されている。そして、転動体収容部５９は、これに収容されるボール４６に対しボール４６の並び方向での両側に配置されて当該ボール４６に当接する面である当接面５６をそれぞれもつ一対の当接部５１と、この一対の当接部５１相互を連結する第一の連結腕部５２と、を有して構成されている。さらに、案内部５４およびこれに隣接する転動体収容部５９とは、第二の連結腕部５３によって相互に連結されている。これら当接部５１、案内部５４、第一の連結腕部５２および第二の連結腕部５３は、可撓性をもつ伸縮可能な弾性材料である合成樹脂材料から射出成形によって一体に成形されている。このような合成樹脂材料としては、ポリエステル系エラストマーやウレタン等が例示できる。

より詳しくは、上記第一の連結腕部５２は、図３に示すように、薄肉の平ベルト形状をなし、図４に示すように、ボール４６を収容するための円形の貫通孔であるボール収容穴５８が中央に形成されている。このボール収容穴５８は、ボール４６が第一の連結腕部５２の表裏の方向に自由に係合離脱可能な内径寸法をもって形成されている。

そして、この第一の連結腕部５２に対し、当接部５１は、図４に示すように、ボール４６の並び方向でボール収容穴５８の両側にそれぞれ配置されて一対をなしている。この一対の当接部５１は、ボール４６の外径より小さい外径を有する短円柱状の部材であり、その短円柱状の軸線は、転動体収容ベルト５０の長手方向と一致している。また、一対の当接部５１は、各ボール収容穴５８の両側に所定の距離を隔てて対向して配置され、第一の連結腕部５２によって、無限循環路２８の幅方向の両側が連結され、その短円柱状の両端が、無限循環路２８内での、隣り合うボール４６の側に向く面として形成されている。

ここで、この当接部５１は、その隣り合うボール４６の側に向く面が、当該隣り合うボール４６には当接しない非当接面５５と、その非当接面５５よりも窪んで形成された当接面５６と、を有して形成されている。
詳しくは、非当接面５５は、無限循環路２８内の並び方向とは直交する方向に沿った平面で形成されている。これに対し、当接面５６は、ボール４６の転動面である球面に当接する部分をもつ面として形成されている。本実施形態の例では、各当接面５６は、無限循環路２８に対して内周側となる端部に向けて当接部５１の幅が広くなる部分がつくる凹の円錐面である斜面部５６ａと、外周側となる端部に向けて幅が広くなる部分がつくる凹の円錐面である斜面部５６ｂと、これら斜面部５６ａおよび斜面部５６ｂの間に設けられる凹の円筒面からなる側面部５６ｃとの三つの面によって構成されている。そして、各当接部５１は、並び方向で対向する当接面５６同士が互いに対をなし、一対をなす当接面５６の斜面部５６ａ同士、および斜面部５６ｂ同士は、前記並び方向に対し所定の傾斜角でボール４６にそれぞれ当接しており、各ボール収容穴５８に収容されるボール４６の移動を、無限循環路２８の内周側および外周側に向けてそれぞれ拘束するように形成されている。

これにより、一対の当接部５１および第一の連結腕部５２のボール収容穴５８で画成された空間が転動体収容部５９になっており、この転動体収容部５９にボール４６を個別に収容して無限循環路２８内での並び方向で整列させて転動体列６２を構成可能になっている。そして、各転動体収容部５９は、これに収容されたボール４６の移動を、無限循環路２８の内外周側ともに拘束しつつ、ボール４６を転動自在に保持可能になっている。

一方、上記案内部５４は、隣り合う全ての転動体収容部５９同士の間に、転動体収容部５９を構成する当接部５１とは離隔して設けられている。これにより、隣り合う転動体収容部５９のボール４６同士は、二つの当接部５１およびこれに離隔して設けられた案内部５４を挟んで配置されることで、案内部５４を挟んで隣り合う転動体収容部５９に収容されるボール４６相互の中心間距離（転動体中心間距離）を比較的広く確保している。なお、本実施形態では、転動体中心間距離を転動体直径の２倍に設定している。

ここで、この案内部５４は、上記短円柱状の当接部５１の外径よりも大きく、ボール４６の外径（直径）より僅かに小さい外径（直径）を有する円柱形状であり、その円柱形状の軸線がボール４６の並び方向と一致する向きに配置されることで、その円柱面が無限循環路２８の内壁面に摺接する面になっている。また、案内部５４の外径は、無限循環路２８内で第二の連結腕部５３が前記並び方向とは直角な方向に撓んだときに無限循環路２８の内壁面に摺接可能な寸法になっており、本実施形態の例では、ボール４６の直径が４．７６ｍｍであるのに対して、案内部５４の直径を４．７３ｍｍとしている。

そして、本実施形態の例では、案内部５４および転動体収容部５９を相互に連結する第二の連結腕部５３についても、上記第一の連結腕部５２と同じ厚さをもつ薄肉の平ベルト形状をなしており、上記第一の連結腕部５２と同一面に設けられることで、全体として並び方向に延びる長尺なベルト部分が一定の厚さで連続して形成されている。なお、第一の連結腕部５２および第二の連結腕部５３は、その幅の中央位置（無限循環路２８の内外周方向での振り分けとなる位置）が、隣接するボール４６同士の中心を結ぶ線ＣＬに対し、無限循環路２８の内外周方向での内周側に所定の寸法Ｔだけ偏倚した位置に設けられている（図４（ｂ）参照）。

そして、この転動体収容ベルト５０は、図２に示すように、第一の連結腕部５２および第二の連結腕部５３が、無限循環路２８内で幅方向に両側にそれぞれ張り出しており、その厚さは、案内溝６０の溝幅より僅かに小さく、必要十分な強度を維持可能な範囲で薄く形成されている。そのため、第一の連結腕部５２および第二の連結腕部５３を案内溝６０内に共に摺動可能に係合させることができるようになっている。これにより、この転動体収容ベルト５０は、スライダ１６内の無限循環路２８内に形成された案内溝６０に、無限循環路２８の幅方向の両側で案内される。なお、この転動体収容ベルト５０は、図３に示すように、その有端状をなす両端にそれぞれ位置する二つの端部５７が、無限循環路２８内で互いに非接触な状態で対向するようになっており、これら対向する端部５７同士の間には、ボール４６が一つ装填されている。

次に、この転動体収容ベルト５０およびリニアガイド１０の作用・効果について説明する。
上述の構成からなるリニアガイド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の当接部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当接部５１を押す。これにより、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。

そして、このリニアガイド１０によれば、無限循環路２８内には、各転動体収容部５９に収容されたボール４６の両側に当接部５１が配置されているので、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。また、一対の当接部５１同士を第一の連結腕部５２によって連結して転動体収容部５９を構成するとともに、各転動体収容部５９を、案内部５４を介した第二の連結腕部５３によって連結して一体とした転動体収容ベルト５０としているので、各ボール４６は、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として円滑に循環することができる。

また、このリニアガイド１０によれば、第一の連結腕部５２および第二の連結腕部５３は、案内溝６０に係合している。そのため、転動体軌道路２６内で各当接部５１および案内部５４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。さらに、第一の連結腕部５２および第二の連結腕部５３が案内溝６０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が第一の連結腕部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。

また、このリニアガイド１０によれば、当接部５１の当接面５６が、転動体収容ベルト５０表裏の方向（無限循環路２８の内外周方向）ともにボール４６を拘束する形状をもって形成されているので、ボール４６を転動体収容ベルト５０に一旦組み込めばボール４６が脱落しにくい。そのため、保管や搬送時などでの取り扱いが便利である。
さらに、このリニアガイド１０によれば、転動体収容ベルト５０は、隣り合う転動体収容部５９同士の間に案内部５４が設けられているので、隣り合うボール４６同士は、二つの当接部５１および案内部５４を挟んで配置されることになる。そのため、案内部５４を挟んで隣り合う転動体収容部５９に収容されるボール４６相互の中心間距離を比較的広く確保することができる。

これにより、このリニアガイド１０のスライダ１６を走行させた際、無限循環路２８内を単位時間あたりに通過するボール４６の数を比較的に少なくすることができる。そのため、ボール４６がリニアガイド１０を構成する部材に衝突する頻度を減らすことができる。したがって、上述した衝突音やレース音についても低減させることができる。
また、この転動体収容ベルト５０が循環する際に、転動体収容ベルト５０を押すような力が掛かっていても、図５（ａ）に示すように、第二の連結腕部５３がボール４６の並び方向とは直角な方向に撓んだときに、案内部５４の円柱面が無限循環路２８の内壁面に摺接することで、第二の連結腕部５３の撓みが規制され、この部分の過大な撓みによって転動体収容ベルト５０の円滑な循環が損なわれることも防止または抑制可能である。

すなわち、図５（ｂ）に比較例を示すように、本実施形態の案内部５４を有しない場合には、第二の連結腕部５３は、ボール４６の並び方向とは直角な方向への撓みが生じてもそれを抑制するように規制されることがないため、大きく撓んでしまうことになる。そして、このような撓みが生じると転動体収容ベルト５０が案内溝６０に強く擦りつけられるため、転動体収容ベルト５０の円滑な循環が妨げられてしまう。なお、同図での符号Ｚで示す第二の連結腕部５３の黒塗りの部分は、案内部５４を有しない場合には第二の連結腕部５３が大きく撓んで、案内溝６０に転動体収容ベルト５０が強く擦りつけられるイメージを示している。

しかし、本実施形態のリニアガイド１０によれば、無限循環路２８内で第二の連結腕部５３が前記並び方向とは直角な方向に撓んだときに、図５（ａ）に示すように、案内部５４が無限循環路２８の内壁面に摺接可能なので、ボール４６が無い部分（転動体収容部５９相互を連結する第二の連結腕部５３および案内部５４の部分）では、この部分を挟んで隣り合うボール４６間に比較的に大きな間隔をボール４６の並び方向でもっていても、このボール４６が無い部分の撓みを案内部５４によって抑えることができる。したがって、この部分での過大な撓みが防止されるため、転動体収容ベルト５０の円滑な循環が損なわれることも防止または抑制可能なのである。

ここで、図６に転動体（ボール４６）中心間距離と単位時間あたりの転動体通過回数との関係を示す。
同図に示すように、隣接する転動体相互が直接接触する場合（転動体中心間距離が転動体直径に等しい場合）を基準にすると、転動体中心間距離を転動体直径の約２倍にすることで、転動体通過回数を１／２にすることができる。つまり、音として放出されるエネルギーを概ね１／２にできると考えられる。これは騒音レベルで３ｄＢの低減に相当する。一般に、判別できる程度の騒音低減効果を得るには、３ｄＢ以上の低減が必要である（例えば非特許文献１を参照）。したがって、転動体中心間距離は、転動体の直径の２倍以上とするのが好適である。そこで、本実施形態では、この知見に基づいて転動体中心間距離を転動体直径の２倍としており、衝突音やレース音などの騒音を効果的に低減可能になっている。

また、この転動体収容ベルト５０は、案内部５４が、隣り合う転動体収容部５９とは離隔して設けられているので、ボール４６が無い部分での可撓性の低下が抑制されている。したがって、方向転換路２４内でも容易に曲がることができるため、ボール４６が無い部分でも円滑に循環可能である。
さらに、案内部５４の形状が円柱形状に形成され、その円柱形状の軸線が前記並び方向と一致する向きに配置されているので、ボール４６の並び方向での案内部５４の幅を狭くすることができる。そのため、ボール４６が無い部分での可撓性の低下が一層抑えられている。したがって、転動体収容ベルト５０のより円滑な循環を可能としている。

さらにまた、その円柱形状をなす案内部５４の外径は、ボール４６の外径より小さいので、無限循環路２８内で第二の連結腕部５３が前記並び方向とは直角な方向での撓みがないときには、案内部５４と転動体軌道路２６の軌道面との干渉が防止されるため、転動体収容ベルト５０の円滑な循環が妨げられることはない。
また、この転動体収容ベルト５０は、第一の連結腕部５２および第二の連結腕部５３が、同じ厚さをもつ薄肉の平ベルト形状をなしており、互いが同一面に設けられることで、全体として並び方向に延びる長尺なベルト部分が一定の厚さで連続して形成されているので、第一、第二の連結腕部５２、５３の外形形状が簡単であり、その製造が容易である。

次に、本発明の第二の実施形態について説明する。なお、この第二の実施形態は、上記説明した第一の実施形態に対して、転動体収容ベルトのみが異なり、他の構成は同様であるため、異なる点について説明し、その他の説明は省略する。
図７に示すように、この第二の実施形態の転動体収容ベルト５０Ｂでは、上記転動体中心間距離をさらに広げるとともに、隣り合う転動体収容部５９同士の間に、案内部５４が複数（この例では二つ）離隔して配置されている点が上記第一の実施形態に対して異なっている。

このような構成であっても、上記第一の実施形態同様に、衝突音やレース音などの騒音を低減するとともに転動体収容ベルトを円滑に循環させることができる。そして、このような構成であれば、上記第一の実施形態に比べて、更に転動体中心間距離を広げているので、騒音の低減効果が一層大きい。なお、転動体中心間距離を広げることで、ボール４６が無い部分が長くなるが、複数の案内部５４を離隔して配置しているので、ボール４６が無い部分での撓みは抑制され、転動体収容ベルトの円滑な循環が妨げられることもない。

次に、本発明の第三の実施形態について説明する。なお、この第三の実施形態は、上記説明した第一の実施形態に対して、転動体収容ベルトのみが異なり、他の構成は同様であるため、異なる点について説明し、その他の説明は省略する。
上記第一の実施形態では、案内部５４は、隣り合う全ての転動体収容部５９同士の間に配置されている例で説明したが、この第三の実施形態の転動体収容ベルト５０Ｃでは、図８に示すように、一つ置きの、隣り合う転動体収容部５９同士の間に、案内部５４が配置されている点が上記第一の実施形態に対して異なっている。そして、隣り合う転動体収容部５９同士のうち、案内部５４が配置されない部分については、収容されるボール４６同士の間に当接部５１Ｃのみが介装されている。この当接部５１Ｃは、ボール４６の並び方向を向く両面に上記当接面５６をそれぞれ有している。つまり、各転動体収容部５９を構成する一対の当接部のうちの隣り合う側を、この当接部５１Ｃが兼ねている。この第三の実施形態によれば、騒音低減効果については上記第一の実施形態が勝るものの、無限循環路２８内に装填されるボール４６の数を増やせるので、負荷容量を増加することができる。

次に、本発明の第四の実施形態について説明する。なお、この第四の実施形態は、上記説明した第一の実施形態に対して、転動体収容ベルトのみが異なり、他の構成は同様であるため、異なる点について説明し、その他の説明は省略する。
図９に示すように、この第四の実施形態の転動体収容ベルト５０Ｄでは、上記円柱形状の案内部５４に替えて、隣り合う転動体収容部５９同士の間に、略球形状の案内部５４Ｄが配置されている点が上記第一の実施形態に対して異なっている。

この案内部５４Ｄは、ボール４６の外径（直径）より小さい外径（直径）の凸球面を有する形状であり、その凸球面が無限循環路２８の内壁面に摺接する面になっている。なお、この略球形状の案内部５４Ｄについても、上記第一の実施形態同様に、隣り合う転動体収容部５９に対して離隔して配置されている。つまり、同図に示すように、この案内部５４Ｄは、ボール４６の並び方向を向いて当接部５１に対向する部分が平面になっており、この平面と当接部５１との間が、第二の連結腕部５３によって連結されている。この第四の実施形態によれば、ボール４６が無い部分での可撓性については上記第一の実施形態が勝るものの、ボール４６が無い部分での案内部５４Ｄの幅（ボール４６の並び方向での厚さ）を増やせるので、その分、強度が大きく耐久性を向上させることができる。

次に、本発明の第五の実施形態について説明する。なお、この第五の実施形態は、上記説明した第一の実施形態に対して、転動体収容ベルトのみが異なり、他の構成は同様であるため、異なる点について説明し、その他の説明は省略する。
図１０に示すように、この第五の実施形態の転動体収容ベルト５０Ｅでは、上記円柱形状の案内部５４に替えて、第四の実施形態での略球形状の案内部５４Ｄが配置されている点、および、上記薄肉の平ベルト形状の第二の連結腕部５３に替えて、円柱形状の第二の連結腕部５３Ｅが配置されている点が上記第一の実施形態に対して異なっている。

この円柱形状をなす第二の連結腕部５３Ｅは、軸線が前記並び方向と一致する向きに配置されており、軸心が短円柱状の当接部５１の軸と一致して設けられている。なお、その外径は、必要な可撓性および強度を維持しつつ、無限循環路２８を構成する部材に干渉しない小径の寸法になっている。このような構成であっても、上記第一の実施形態同様に、隣り合う転動体収容部５９に収容されるボール４６相互の中心間距離を比較的広く確保することができる。そのため、衝突音やレース音などの騒音を低減するとともに転動体収容ベルトを円滑に循環させることができる。そして、このような構成であれば、第二の連結腕部５３Ｅが、小径の円柱形状なので、方向転換路２４内でも容易に曲がることができるため、円滑に循環可能である。また、この転動体収容ベルトＥの外形形状についても簡単なので、その製造が容易である。

以上説明したように、上記各実施形態の転動体収容ベルト（５０、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄ、５０Ｅ）およびこれを備えたリニアガイド１０によれば、騒音を低減するとともに転動体収容ベルトを円滑に循環させることができる。
なお、本発明に係る直動案内装置用転動体収容ベルトおよび直動案内装置は、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、本発明に係る転動体収容ベルトを備えた直動案内装置の一実施形態として、ボールを備えたリニアガイドを例に説明したが、これに限定されず、例えば本発明を、ローラ（ころ）を備えたローラガイドに適用することができる。

また、例えば、上記第一の実施形態では、上記の転動体収容部５９は、そこに収容されるボール４６の移動を、無限循環路２８の表裏の方向ともにボール４６を拘束する形状をもって形成されている例で説明したが、これに限定されず、例えば、転動体収容部を、そこに収容される転動体の移動を、無限循環路の内外周方向での少なくとも一方の側に向けては許容するように形成してもよい。このような構成であれば、例えば転動体収容ベルトの転動体収容部に転動体を組み込む際に、転動体の移動を許容する側から組み込むことで、容易に組み込むことができる。

また、例えば、上記実施形態では、全部または一部の、隣り合う転動体収容部同士の間に、当該隣り合う転動体収容部とは離隔して設けられた案内部を有する例で説明したが、他の例として、例えば案内部を有しないで、騒音を低減するとともに転動体収容ベルトを円滑に循環させる構成とすることができる。
このような構成例を図１１に示す。なお、当該他の例は、上記説明した第一の実施形態に対して、転動体収容ベルトのみが異なり、他の構成は同様であるため、異なる点について説明し、その他の説明は省略する。

同図に示すように、この転動体収容ベルト５０Ｆは、上記の転動体収容部５９のみをその並び方向に一定の間隔で有している。なお、隣り合う転動体収容部５９同士は、各ボール収容穴５８同士の間に、上記第三の実施形態での当接部５１Ｃがそれぞれ設けられている。そして、この転動体収容ベルト５０Ｆを備えるリニアガイド１０は、転動体収容ベルト５０Ｆの転動体収容部５９には、並び方向で交互に、転動体であるボール４６と、案内部材４８とが収容される。この案内部材４８は、ボール４６とは相似形で無限循環路２８の内壁面に摺接可能な範囲で小さい寸法に形成され、さらに、合成樹脂から形成されており、ボール４６よりも質量が小さい。

この転動体収容ベルト５０Ｆを備えるリニアガイド１０によれば、ボール４６を個別に収容する転動体収容部５９を有しているので、無限循環路２８内の並び方向でボール４６を整列させ、これを円滑に循環させることができる。さらに、転動体収容部５９のうち、案内部材４８を収容した転動体収容部５９が設けられているので、ボール４６を収容した転動体収容部５９のうち、案内部材４８を収容した転動体収容部５９に隣接する転動体収容部５９内のボール４６同士は、案内部材４８を収容した転動体収容部４９の分だけ離隔して設けられることになる。そのため、この部分でのボール４６相互の転動体中心間距離を比較的広く（ボール４６の外径の二倍以上）確保することができる。

これにより、この転動体収容ベルト５０Ｆを備えるリニアガイド１０のスライダ１６を走行させた際、無限循環路２８内を単位時間あたりに通過するボール４６の数が比較的に少なくなる。そのため、ボール４６がリニアガイド１０を構成する部材に衝突する頻度を減らすことができる。したがって、衝突音やレース音についても低減させることができる。

そして、この案内部材４８は、ボール４６とは相似形であり、無限循環路２８の内壁面に摺接可能な範囲でボール４６よりも小さい寸法に形成されているので、上記実施形態同様に、通常の循環時には、軌道面等と干渉せず循環の妨げとなることがない。
そして、この案内部材４８は、これが収容される転動体収容部５９に、無限循環路２８内でのボール４６の並び方向とは直角な方向に撓みによって移動したときには無限循環路２８の内壁面に摺接可能なので、ボール４６が無い部分（案内部材４８を収容した転動体収容部５９の部分）では、隣り合うボール４６間に比較的に大きな間隔をもっていても、その部分の撓みを案内部材４８によって抑えることができる。したがって、上記実施形態同様に、この部分の撓みによって転動体収容ベルト５０Ｆの円滑な循環が損なわれることも防止される。

さらに、この転動体収容ベルト５０Ｆを備えるリニアガイド１０によれば、転動体収容部５９には、並び方向で交互に、ボール４６と案内部材４８とが収容されているので、並び方向で隣り合う全てのボール４６は、相互の中心間距離が当該ボール４６の直径の二倍以上となる位置の転動体収容部５９のみに収容され、他の転動体収容部５９には案内部材４８が収容されていることになる。したがって、隣り合うボール４６間に比較的に大きな間隔をもたせる配置として効果的であり、無限循環路２８内を単位時間あたりに通過するボール４６の数を比較的に少なくする上で望ましい。

本発明に係る転動体収容ベルトを備えた直動案内装置の第一の実施形態のリニアガイドを示す斜視図である。 図１のリニアガイドのエンドキャップを取り外した正面図である。 本発明に係るリニアガイドを説明する図であり、同図は図２のリニアガイドでのＸ−Ｘ線部分における断面図である。 本発明に係る転動体収容ベルトを説明する図であり、同図（ａ）はその斜視図を示し、同図（ｂ）は、転動体収容部を拡大して転動体の並び方向に沿った断面で示している。 本発明に係る転動体収容ベルトおよびこれを備えたリニアガイドの作用を説明する図であり、同図（ａ）はその無限循環路内での状態を説明する図、また、同図（ｂ）は本発明に係る転動体収容ベルトでの案内部を有しない比較例による、無限循環路内での状態を説明する図である。 転動体間距離と単位時間あたりの転動体通過回数との関係を示すグラフである。 本発明に係る転動体収容ベルトを備えた直動案内装置の第二の実施形態のリニアガイドを説明する図であり、同図はその転動体収容ベルトの斜視図を示している。 本発明に係る転動体収容ベルトを備えた直動案内装置の第三の実施形態のリニアガイドを説明する図であり、同図はその転動体収容ベルトの斜視図を示している。 本発明に係る転動体収容ベルトを備えた直動案内装置の第四の実施形態のリニアガイドを説明する図であり、同図はその転動体収容ベルトの斜視図を示している。 本発明に係る転動体収容ベルトを備えた直動案内装置の第五の実施形態のリニアガイドを説明する図であり、同図はその転動体収容ベルトの斜視図を示している。 本発明に係る直動案内装置の他の例を説明する図であり、同図はその転動体列の平面図を示している。

符号の説明

１０ リニアガイド（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
４６ ボール（転動体）
４８ 案内部材
５０ 転動体収容ベルト
５１ 当接部
５２ 第一の連結腕部
５３ 第二の連結腕部
５４ 案内部
５５ 非当接面
５６ 当接面
５８ ボール収容穴
５９ 転動体収容部
６０ 案内溝
６２ 転動体列

Claims (7)

1. 複数の転動体が転動しつつ循環する無限循環路を有する直動案内装置に用いられ、前記転動体を前記無限循環路内の並び方向で整列させる転動体収容ベルトであって、
   前記転動体を個別に収容する転動体収容部と、隣り合う前記転動体収容部同士の間に当該隣り合う転動体収容部とは離隔して設けられる案内部と、を備え、
   前記転動体収容部は、これに収容される転動体に対し前記並び方向での両側に配置されて当該転動体に当接する面をそれぞれもつ一対の当接部と、該一対の当接部相互を連結する第一の連結腕部と、を有して構成されており、
   前記案内部およびこれに隣接する転動体収容部とは、第二の連結腕部によって相互に連結されており、前記案内部は、前記無限循環路内で前記第二の連結腕部が前記並び方向とは直角な方向に撓んだときには前記無限循環路の内壁面に摺接するようになってい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. 前記案内部は、前記転動体の外径より小さい外径を有する円柱形状であり、その円柱形状の軸線が前記並び方向と一致する向きに配置され、その円柱面が前記無限循環路の内壁面に摺接する面になっ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. 前記案内部は、前記転動体の外径より小さい外径の凸球面を有する形状であり、その凸球面が前記無限循環路の内壁面に摺接する面になっ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. 前記転動体は、球またはころであり、
   前記隣り合う転動体収容部は、これに収容される転動体相互の中心間距離が、当該転動体の直径の二倍以上となる位置に設けら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. 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を備えていることを特徴とする直動案内装置。
6. 複数の転動体が転動しつつ循環する無限循環路内に、前記転動体を個別に収容可能な転動体収容部に収容してその並び方向で整列させる転動体収容ベルトを備える直動案内装置であって、
   前記転動体収容部には、前記転動体とは相似形の案内部材と、前記転動体とが収容され、
   さらに、前記案内部材の質量は、前記転動体よりも小さな質量であり、前記案内部材の寸法は、これが収容される転動体収容部が前記並び方向とは直角な方向に移動したときには前記無限循環路の内壁面に当該案内部材が摺接可能な範囲で前記転動体よりも小さい寸法になっていることを特徴とする直動案内装置。
7. 前記転動体は、球またはころであり、
   前記並び方向で隣り合う転動体は、相互の中心間距離が当該転動体の直径の二倍以上となる位置の転動体収容部のみに収容され、他の転動体収容部には案内部材が収容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。

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