JP2010139008A

JP2010139008A - Motion guide device

Info

Publication number: JP2010139008A
Application number: JP2008316935A
Authority: JP
Inventors: Katsuya Iida; 勝也飯田; Takuya Horie; 拓也堀江; Hiroyuki Kishi; 弘幸岸; Tsutomu Togashi; 勉富樫; Shinya Saito; 慎也斎藤
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 2008-12-12
Filing date: 2008-12-12
Publication date: 2010-06-24
Anticipated expiration: 2028-12-12
Also published as: JP5108741B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motion guide device free of risk from damage on a thin wall portion even if a thick wall portion and thin wall portion are generated in an introducing part with a turning direction interposed therebetween. <P>SOLUTION: A lid member 16 is furnished with the introducing part 44 whereby a ball 43 rolling on a raceway 11a of a track member 11 is guided to a direction changing path 42. On the section perpendicularly intersecting the direction in which the ball 43 advances, the introducing part 44 includes the thick wall portion 46 and the thin wall portion 47 on both sides with the ball 43 interposed. The range α where the thick wall portion 46 surrounds the ball 43 is wider than the range β where the thin wall portion 47 surrounds the ball 43. The angle θ1 formed by the first contact angle line L1 connecting the contact point P1 between the ball 43 and the thick wall portion 46 with the center C of the ball 43 relative to the turning direction (2) in which the ball 43 is guided from the raceway 11a to the direction changing path 42, is smaller than the angle θ2 formed by the second contact angle line L2 connecting the contact point P2 between the ball 43 and the thin wall portion 47 with the center C of the ball 43 relative to the turning direction (2). <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、テーブル等の移動体が直線運動又は曲線運動するのを案内するリニアガイド、ボールスプライン等の運動案内装置に関する。 The present invention relates to a motion guide device such as a linear guide or a ball spline that guides a moving body such as a table in a linear motion or a curved motion.

運動案内装置の一種としてのリニアガイドは、軌道レールと、軌道レールに沿って移動可能に組み付けられる移動ブロックと、を備える（特許文献１参照）。軌道レールに対する移動ブロックの直線運動を円滑にするために、軌道レールと移動ブロックとの間には転がり運動可能に多数のボールが介在される。移動ブロックは、移動ブロック本体と、移動ブロック本体の移動方向の両端部に設けられる一対のエンドプレートと、を有する。軌道レールには、長手方向に伸びるボール転走溝が形成される。移動ブロック本体には、軌道レールのボール転走溝に対向する負荷ボール転走溝、及び負荷ボール転走溝と平行なボール戻し路が形成される。エンドプレートには、負荷ボール転走溝の一端とボール戻し路の一端とを接続する円弧状の方向転換路の外周側が形成される。方向転換路の内周側は移動ブロック本体に設けられる。軌道レールのボール転走溝と移動ブロック本体の負荷ボール転走溝との間の負荷ボール転走路、ボール戻し路、及び一対の方向転換路によってサーキット状のボール循環路が構成される。このボール循環路に多数のボールが配列・収容される。 A linear guide as a kind of motion guide device includes a track rail and a moving block that is movably assembled along the track rail (see Patent Document 1). In order to smooth the linear motion of the moving block with respect to the track rail, a large number of balls are interposed between the track rail and the moving block so as to be capable of rolling. The moving block has a moving block main body and a pair of end plates provided at both ends of the moving block main body in the moving direction. A ball rolling groove extending in the longitudinal direction is formed on the track rail. A load ball rolling groove facing the ball rolling groove of the track rail and a ball return path parallel to the loaded ball rolling groove are formed in the moving block body. The end plate is formed with an outer peripheral side of an arc-shaped direction changing path that connects one end of the load ball rolling groove and one end of the ball return path. The inner peripheral side of the direction change path is provided in the moving block body. A circuit-shaped ball circulation path is constituted by the loaded ball rolling path, the ball return path, and the pair of direction changing paths between the ball rolling groove of the track rail and the loaded ball rolling groove of the moving block body. A large number of balls are arranged and accommodated in this ball circulation path.

エンドプレートに設けられた方向転換路の外周側には、負荷ボール転走路を移動するボールを方向転換路に導く導入部が形成される。この導入部はボールの進行方向に向かって徐々に幅が狭くなる舟底形状に形成され、ボールは導入部を進行するにしたがって徐々に負荷ボール転走路からすくい上げられる。 On the outer peripheral side of the direction change path provided in the end plate, an introduction portion is formed that guides the ball moving on the loaded ball rolling path to the direction change path. The introduction portion is formed in a boat bottom shape that gradually decreases in width in the traveling direction of the ball, and the ball is gradually scooped up from the loaded ball rolling path as it advances through the introduction portion.

上記導入部は、直線状の軌道を移動するボールを円弧状の軌道に移行させることから、ボールに向心力を与え、自体はその反力を受ける。逆に、方向転換路を移動するボールを負荷ボール転走路に導入する際にも、ボールによって導入部には力が作用する。因みに、特許文献１は、従前は上記導入部のエッジ（舟底形状の縁）にてボールを導入していたところ、該エッジをボールに当接させずにエッジよりも内側の肉厚部をボールに当接させる構成を開示する。この構成によれば、導入部のボールとの接触部の強度が向上し、移動ブロックを高速で作動させることができる。
ＷＯ２００６／０２２３２１号のパンフレット Since the introduction part shifts the ball moving on the linear track to the arc-shaped track, it gives a centripetal force to the ball and itself receives the reaction force. Conversely, when a ball moving on the direction change path is introduced into the load ball rolling path, a force acts on the introduction portion by the ball. Incidentally, in Patent Document 1, when the ball was introduced at the edge of the introduction portion (the edge of the bottom of the boat), the thick portion inside the edge was not brought into contact with the ball. A configuration for contacting the ball is disclosed. According to this configuration, the strength of the contact portion of the introduction portion with the ball is improved, and the moving block can be operated at a high speed.
WO2006 / 022321 pamphlet

ところで、運動案内装置の循環構造にはさまざまな態様が存在する。例えば、軌道レールの長手方向からみてターン方向（ボールをボール転走溝から方向転換路に導く方向）が水平方向（軌道レールの取付面である底面と平行な方向）から傾けられる場合がある。このような場合、エンドプレートの取付けスペースがターン方向を挟んだ上下で異なるので、ターン方向を挟んだ導入部の上下の厚みが異なり、導入部に厚肉部と薄肉部とが生ずる。機械的強度が比較的小さな該薄肉部の存在が運動案内装置の高速作動可能化を阻む要因の一つとなっている。 By the way, various modes exist in the circulation structure of the motion guide device. For example, when viewed from the longitudinal direction of the track rail, the turn direction (direction in which the ball is guided from the ball rolling groove to the direction change path) may be tilted from the horizontal direction (direction parallel to the bottom surface, which is the mounting surface of the track rail). In such a case, since the installation space of the end plate is different between the upper and lower sides across the turn direction, the upper and lower thicknesses of the introduction portion across the turn direction are different, and a thick portion and a thin portion are generated in the introduction portion. The presence of the thin portion having a relatively low mechanical strength is one of the factors that hinders the high-speed operation of the motion guide device.

そこで本発明は、ターン方向を挟んで導入部に厚肉部と薄肉部を有しながらも、高速作動が可能な運動案内装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a motion guide device that can operate at high speed while having a thick portion and a thin portion in the introduction portion with the turn direction therebetween.

以下、本発明について説明する。
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、長手方向に伸びるボール転走部を有する軌道部材と、前記軌道部材の前記ボール転走部に対向する負荷ボール転走部及びこの負荷ボール転走部に略平行なボール戻し路を有する移動部材本体と、前記移動部材本体の移動方向の端部に設けられ、前記移動部材本体の前記負荷ボール転走部と前記ボール戻し路を接続する方向転換路の外形側を形成する蓋部材と、前記軌道部材の前記ボール転走部と前記移動部材本体の負荷ボール転走部との間の負荷ボール転走路、前記ボール戻し路及び前記方向転換路を含む転動体循環路に配列される複数のボールと、を備える運動案内装置において、前記蓋部材は、前記軌道部材のボール転走部を転がるボールを前記方向転換路に導く導入部を有し、前記導入部は前記ボールに接触する厚肉部及び薄肉部を含み、前記ボールが進行する方向と直交する断面において、前記厚肉部が前記ボールを囲む範囲は前記薄肉部が前記ボールを囲む範囲よりも大きく、そして、前記ボールと前記厚肉部との接触点と前記ボールの中心とを結んだ第一の接触角線と、前記ボールが前記負荷ボール転走路から前記方向転換路に導かれるターン方向とがなす角度は、前記ボールと前記薄肉部との接触点と前記ボールの中心とを結んだ第二の接触角線と、前記ターン方向とがなす角度よりも小さい運動案内装置である。 The present invention will be described below.
In order to solve the above-described problems, one aspect of the present invention is to provide a race member having a ball rolling portion extending in the longitudinal direction, a load ball rolling portion facing the ball rolling portion of the race member, and the load ball. A moving member main body having a ball return path substantially parallel to the rolling part, and provided at an end of the moving member main body in the moving direction, connect the load ball rolling part of the moving member main body and the ball return path. A lid member that forms the outer side of the direction change path, a load ball rolling path between the ball rolling part of the track member and a load ball rolling part of the moving member body, the ball return path, and the direction change And a plurality of balls arranged in a rolling element circulation path including a path, wherein the lid member has an introduction part that guides the ball rolling on the ball rolling part of the track member to the direction change path. And the introduction Includes a thick part and a thin part in contact with the ball, and in a cross section perpendicular to the direction in which the ball travels, the range in which the thick part surrounds the ball is larger than the range in which the thin part surrounds the ball And a first contact angle line connecting a contact point between the ball and the thick part and a center of the ball, and a turn direction in which the ball is guided from the load ball rolling path to the direction change path. The angle formed by the movement guide device is smaller than the angle formed by the second contact angle line connecting the contact point between the ball and the thin portion and the center of the ball and the turn direction.

また本発明の他の態様は、長手方向に伸びるボール転走部を有する軌道部材と、前記軌道部材の前記ボール転走部に対向する負荷ボール転走部及びこの負荷ボール転走部に略平行なボール戻し路を有する移動部材本体と、前記移動部材本体の移動方向の端部に設けられ、前記移動部材本体の前記負荷ボール転走部と前記ボール戻し路を接続する方向転換路の外形側を形成する蓋部材と、前記軌道部材の前記ボール転走部と前記移動部材本体の負荷ボール転走部との間の負荷ボール転走路、前記ボール戻し路及び前記方向転換路を含む転動体循環路に配列される複数のボールと、を備える運動案内装置において、前記蓋部材は、前記軌道部材のボール転走部を転がるボールを前記方向転換路に導く導入部を有し、前記導入部は前記ボールに接触する厚肉部及び薄肉部を含み、前記ボールが進行する方向と直交する断面において、前記厚肉部が前記ボールを囲む範囲は前記薄肉部が前記ボールを囲む範囲よりも大きく、前記厚肉部は前記ボールに接触し、前記ボールの半径よりも大きな曲率半径の曲面を有し、前記薄肉部は前記ボールに接触する平面を有する運動案内装置である。 According to another aspect of the present invention, there is provided a raceway member having a ball rolling portion extending in the longitudinal direction, a load ball rolling portion facing the ball rolling portion of the raceway member, and substantially parallel to the load ball rolling portion. A movable member main body having an appropriate ball return path, and an outer side of the direction change path provided at the end of the movable member main body in the moving direction and connecting the load ball rolling portion of the movable member main body and the ball return path And a rolling member circulation including a load ball rolling path between the ball rolling section of the track member and a load ball rolling section of the moving member body, the ball return path, and the direction changing path. In the motion guide device comprising a plurality of balls arranged in a path, the lid member has an introduction part that guides the ball rolling on the ball rolling part of the track member to the direction change path, and the introduction part is Contact the ball In a cross section that includes a thick portion and a thin portion that are perpendicular to the direction in which the ball travels, a range in which the thick portion surrounds the ball is larger than a range in which the thin portion surrounds the ball. Is a motion guide device having a curved surface that is in contact with the ball and has a radius of curvature larger than the radius of the ball, and the thin-walled portion has a flat surface in contact with the ball.

本発明の一態様によれば、厚肉部の第一の接触角線とターン方向とのなす角度が薄肉部の第二の接触角線とターン方向のなす角度よりも小さいので、向心力又は遠心力によってボールから導入部に作用する力は主に大きな機械的強度を有する厚肉部に作用し、薄肉部に作用しにくくなる。導入部の薄肉部に作用する力を減少させることができるので、高速作動化、つまり上記軌道部材と移動部材（上記移動部材本体及び蓋部材結合体）との相対運動の高速化が可能となる。しかも裏を返せば、薄肉部の第二の接触角線とターン方向のなす角度が厚肉部と第一の接触角線とターン方向のなす角度よりも大きいので、薄肉部とボールとの接触点を薄肉部のエッジから離し、接触点の厚さを確保することができる。このため、より高速な作動が可能となる。厚肉部の第一接触角線とターン方向とのなす角度は小さくなるものの、厚肉部がボールを囲む範囲は広いので、厚肉部においてボールとの接触点の厚さを確保することも可能になる。 According to one aspect of the present invention, the angle formed between the first contact angle line of the thick portion and the turn direction is smaller than the angle formed between the second contact angle line of the thin portion and the turn direction. The force acting on the introduction portion from the ball by the force mainly acts on the thick portion having a large mechanical strength, and hardly acts on the thin portion. Since the force acting on the thin portion of the introduction portion can be reduced, high-speed operation, that is, high-speed relative motion between the track member and the moving member (the moving member main body and the lid member combined body) can be achieved. . Moreover, since the angle formed between the second contact angle line of the thin part and the turn direction is larger than the angle formed between the thick part and the first contact angle line and the turn direction, the thin part is in contact with the ball. It is possible to secure the thickness of the contact point by separating the point from the edge of the thin portion. For this reason, higher speed operation is possible. Although the angle between the first contact angle line of the thick part and the turn direction is small, the thick part has a wide area surrounding the ball, so it is possible to secure the thickness of the contact point with the ball in the thick part. It becomes possible.

本発明の他の態様によれば、薄肉部の、ボールに接触する部分を平面に形成することで、当該部分を凹んだ円弧面に形成する場合に比べ、薄肉部とボールとの接触点をエッジよりも内側に配置することができ、接触点の厚さを確保し易くなる。 According to another aspect of the present invention, the contact portion between the thin portion and the ball is formed by forming the thin portion of the thin portion in contact with the ball as compared with the case where the thin portion is formed on the concave arc surface. It can arrange | position inside an edge and it becomes easy to ensure the thickness of a contact point.

以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態に係る運動案内装置を説明する。図１は、運動案内装置の斜視図を示す。この運動案内装置は、直線状に延びる軌道部材としての軌道レール１１と、この軌道レール１１に沿って移動可能に組み付けられる移動部材としての移動ブロック１２と、を備える。軌道レール１１と移動ブロック１２との間には、転がり運動可能に多数のボールが介在される。 Hereinafter, a motion guide apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a perspective view of a motion guide device. This motion guide device includes a track rail 11 as a track member extending linearly, and a moving block 12 as a moving member assembled so as to be movable along the track rail 11. A large number of balls are interposed between the track rail 11 and the moving block 12 so as to allow rolling motion.

軌道レール１１は略断面四角形状の長尺体である。軌道レール１１の左右の両側面には長手方向に伸びる突条１１ｂが設けられる。突条１１ｂの上下にはボール転走部としてのボール転走溝１１ａが１条ずつ形成される。軌道レール１１全体としては４条のボール転走溝１１ａが形成される。ボール転走溝１１ａの断面形状は単一の円弧からなるサーキュラーアーク溝形状に形成される。軌道レール１１には長手方向に所定の間隔をおいてボルト通し孔１３が複数開けられる。これらの通し孔１３に挿入した固定ボルトを用いて、軌道レール１１をベッド、コラム等の固定部に固定する。 The track rail 11 is a long body having a substantially rectangular cross section. On both the left and right side surfaces of the track rail 11 are provided ridges 11b extending in the longitudinal direction. Ball rolling grooves 11a as ball rolling portions are formed one by one above and below the protrusion 11b. As the entire track rail 11, four ball rolling grooves 11a are formed. The cross-sectional shape of the ball rolling groove 11a is formed in a circular arc groove shape composed of a single arc. A plurality of bolt through holes 13 are formed in the track rail 11 at predetermined intervals in the longitudinal direction. Using the fixing bolts inserted in these through holes 13, the track rail 11 is fixed to a fixing part such as a bed or a column.

移動ブロック１２は、移動部材本体としてのブロック組立体１４と、このブロック組立体１４の両端に装着される一対の蓋部材としてのエンドプレート１６とから構成されている。エンドプレート１６は、エンドプレート本体２０と、これに固定されるシール保持プレート２１とから構成される。エンドプレート本体２０とシール保持プレート２１とを組み合わせることによって、エンドプレート１６の内部に潤滑剤の貯蔵室が形成される。シール保持プレート２１の内周縁にはシール部材２２が装着される。かかるシール部材２２がエンドプレート１６と軌道レール１１との隙間を密封し、軌道レール１１に付着した塵芥などが移動ブロック１２の内部に侵入するのを防止する。 The moving block 12 includes a block assembly 14 as a moving member main body and a pair of end plates 16 as lid members attached to both ends of the block assembly 14. The end plate 16 includes an end plate main body 20 and a seal holding plate 21 fixed to the end plate main body 20. By combining the end plate main body 20 and the seal holding plate 21, a lubricant storage chamber is formed inside the end plate 16. A seal member 22 is attached to the inner peripheral edge of the seal holding plate 21. Such a seal member 22 seals the gap between the end plate 16 and the track rail 11, and prevents dust or the like adhering to the track rail 11 from entering the moving block 12.

ブロック組立体１４は、軌道レール１１の上面に対向する水平部１４ａと、軌道レール１１の側面に対向する一対の袖部１４ｂを有して略鞍形状に形成される。ブロック組立体１４の水平部１４ａにはテーブル等の移動体をボルトで固定するためのねじ穴１９が加工される。エンドプレート１６はブロック組立体１４の正面形状と略同一の形状に形成される。 The block assembly 14 includes a horizontal portion 14 a that faces the upper surface of the track rail 11 and a pair of sleeve portions 14 b that faces the side surface of the track rail 11, and is formed in a substantially bowl shape. A screw hole 19 for fixing a moving body such as a table with a bolt is machined in the horizontal portion 14a of the block assembly 14. The end plate 16 is formed in substantially the same shape as the front shape of the block assembly 14.

袖部１４ｂの内側には軌道レール１１のボール転走溝１１ａに対向する負荷ボール転走部としての負荷ボール転走溝１２ａが形成される（図２参照）。負荷ボール転走溝１２ａもボール転走溝１１ａと同様に単一の円弧からなるサーキュラーアーク溝形状に形成される。軌道レール１１のボール転走溝１１ａとブロック組立体１４の負荷ボール転走溝１２ａとの間に、ボールが負荷を受けながら転がり運動する負荷ボール転走路が形成される。袖部１４ｂには負荷ボール転走溝１２ａから所定間隔を開けて負荷ボール転走路と平行なボール戻し路２３が設けられる。ボールは荷重から開放された状態でこのボール戻し路２３内を戻る。ブロック組立体１４には、負荷ボール転走溝１２ａとボール戻し路２３とを接続し、Ｕ字状の方向転換路の内周側を構成するＲピース部１８が設けられる。一方、ブロック組立体１４に取り付けられるエンドプレート１６に、方向転換路４２の外周側が形成される（図５参照）。 A load ball rolling groove 12a as a load ball rolling portion facing the ball rolling groove 11a of the track rail 11 is formed inside the sleeve portion 14b (see FIG. 2). Similarly to the ball rolling groove 11a, the loaded ball rolling groove 12a is also formed in a circular arc groove shape composed of a single arc. Between the ball rolling groove 11a of the track rail 11 and the load ball rolling groove 12a of the block assembly 14, a loaded ball rolling path is formed in which the ball rolls while receiving a load. The sleeve 14b is provided with a ball return path 23 parallel to the load ball rolling path at a predetermined interval from the load ball rolling groove 12a. The ball returns in the ball return path 23 in a state released from the load. The block assembly 14 is provided with an R piece portion 18 that connects the load ball rolling groove 12a and the ball return path 23 and constitutes the inner peripheral side of the U-shaped direction changing path. On the other hand, the outer peripheral side of the direction change path 42 is formed in the end plate 16 attached to the block assembly 14 (refer FIG. 5).

負荷ボール転走路、ボール戻し路、方向転換路によってサーキット状のボール循環路が構成される。ボール循環路には、多数のボールが配列される。ボール同士の接触を防止するために、ボール間にはスペーサが介在される。 A circuit-shaped ball circulation path is constituted by the loaded ball rolling path, the ball return path, and the direction changing path. A large number of balls are arranged in the ball circulation path. In order to prevent contact between the balls, a spacer is interposed between the balls.

図２は、ブロック組立体１４の構成を示す分解斜視図である。このブロック組立体１４は、負荷ボール転走溝１２ａが形成された金属製のブロック本体２４と、このブロック本体２４に装着されてブロック組立体１４の袖部１４ｂの一部をなす一対のブロック構成部材２５と、ブロック本体２４に穿設された取付け孔２４ａに挿入されてボール戻し路をなす４本のパイプ部材２６とから構成される。ブロック構成部材２５及びパイプ部材２６はいずれも合成樹脂製である。 FIG. 2 is an exploded perspective view showing the configuration of the block assembly 14. The block assembly 14 includes a metal block main body 24 in which a load ball rolling groove 12a is formed, and a pair of block structures that are attached to the block main body 24 and form a part of a sleeve portion 14b of the block assembly 14. The member 25 includes four pipe members 26 that are inserted into mounting holes 24a formed in the block main body 24 to form a ball return path. Both the block constituent member 25 and the pipe member 26 are made of synthetic resin.

ブロック構成部材２５はブロック組立体１４の各袖部１４ｂに対応して設けられ、ブロック本体２４の両端面に対応した一対のインナープレート３０と、これらインナープレート３０を互いに連結する３本の保持枠３１，３２，３３とから構成されている。 The block constituting member 25 is provided corresponding to each sleeve portion 14b of the block assembly 14, and a pair of inner plates 30 corresponding to both end faces of the block main body 24, and three holding frames for connecting the inner plates 30 to each other. 31, 32, 33.

各インナープレート３０はブロック本体２４の端面の一部を覆う平板状に形成されると共に、パイプ部材２６の端部に対応した位置にパイプ保持孔３４が設けられている。このパイプ保持孔３４はボール戻し路２３に対する入口又は出口となる。また、インナープレート３０にはパイプ保持孔３４に隣接して前述のＲピース部１８が設けられる。Ｒピース部１８の表面に設けられた軌道溝がブロック本体２４の負荷ボール転走溝１２ａとパイプ保持孔３４を連結する。 Each inner plate 30 is formed in a flat plate shape that covers a part of the end surface of the block main body 24, and a pipe holding hole 34 is provided at a position corresponding to the end portion of the pipe member 26. The pipe holding hole 34 serves as an inlet or an outlet for the ball return path 23. The inner plate 30 is provided with the aforementioned R piece portion 18 adjacent to the pipe holding hole 34. A track groove provided on the surface of the R piece portion 18 connects the load ball rolling groove 12 a of the block body 24 and the pipe holding hole 34.

第一の保持枠３１は袖部１４ｂに形成された２条の負荷ボール転走溝１２ａのうち、上側の負荷ボール転走溝１２ａの上端縁に沿って設けられる。第二の保持枠３２は２条の負荷ボール転走溝１２ａの中間に位置するように設けられている。また、第三の保持枠３３は袖部１４ｂの下端に位置し、下側の負荷ボール転走溝１２ａの下端に沿って設けられる。これら第一ないし第三の保持枠３１，３２，３３は軌道レール１１から移動ブロック１２を取り外したとき、移動ブロック１２からボールが脱落するのを防止する。 The first holding frame 31 is provided along the upper edge of the upper load ball rolling groove 12a among the two load ball rolling grooves 12a formed in the sleeve portion 14b. The second holding frame 32 is provided so as to be positioned in the middle of the two loaded ball rolling grooves 12a. The third holding frame 33 is located at the lower end of the sleeve portion 14b and is provided along the lower end of the lower load ball rolling groove 12a. These first to third holding frames 31, 32, 33 prevent the balls from falling off the moving block 12 when the moving block 12 is removed from the track rail 11.

パイプ部材２６は長手方向に垂直な断面が略半円状に形成された第一パイプ半体２６ａ及び第二パイプ半体２６ｂを組み合わせて構成される。第一パイプ半体２６ａと第二パイプ半体２６ｂとを組み合わせると、ボールの直径よりも僅かに大きな内径のボール戻し路２３が完成する。 The pipe member 26 is configured by combining a first pipe half body 26a and a second pipe half body 26b whose cross section perpendicular to the longitudinal direction is formed in a substantially semicircular shape. When the first pipe half 26a and the second pipe half 26b are combined, the ball return path 23 having an inner diameter slightly larger than the diameter of the ball is completed.

パイプ部材２６をブロック本体２４の取付け孔２４ａに挿入した後、３本の保持枠３１，３２，３３で結合された一対のインナープレート３０でブロック本体２４を挟むようにブロック構成部材２５をブロック組立体１４の袖部１４ｂに装着する。このとき、３本の保持枠３１，３２，３３はブロック本体２４に形成された２条の負荷ボール転走溝１２ａを囲む。 After the pipe member 26 is inserted into the mounting hole 24a of the block main body 24, the block constituting member 25 is assembled into a block assembly so that the block main body 24 is sandwiched between the pair of inner plates 30 connected by the three holding frames 31, 32, 33. Attached to the sleeve 14b of the three-dimensional body 14. At this time, the three holding frames 31, 32, 33 surround the two load ball rolling grooves 12 a formed in the block body 24.

図３に示すように、軌道レール１１のボール転走溝１１ａとブロック組立体１４の負荷ボール転走溝１２ａとの間の負荷ボール転走路４１、ボール戻し路２３、方向転換路４２によってサーキット状のボール循環路が構成される。ボール循環路には、多数のボール４３（図４参照）が配列される。多数のボール４３は負荷ボール転走路４１を転がり運動した後、エンドプレート１６の導入部４４によって方向転換路４２内に導かれる。負荷ボール転走路４１を移動するボール４３を方向転換路４２に導入する際、導入部４４は直線状の軌道を移動するボール４３を円弧等の曲線状の軌道に移行させる。このため、導入部４４は多数のボール４３に向心力を与える。方向転換路４２を通過したボール４３はボール戻し路に移行する。ボール戻し路２３を通過したボール４３は反対側の方向転換路４２を経由した後、導入部４４によって再び負荷ボール転走路４１に導入される。方向転換路４２において、ボール４３には遠心力が与えられる。このため、導入部４４にはボール４３からの遠心力が作用する。 As shown in FIG. 3, a circuit is formed by a loaded ball rolling path 41, a ball return path 23, and a direction switching path 42 between the ball rolling groove 11 a of the track rail 11 and the loaded ball rolling groove 12 a of the block assembly 14. The ball circulation path is configured. A large number of balls 43 (see FIG. 4) are arranged in the ball circulation path. A large number of balls 43 roll on the loaded ball rolling path 41 and then are guided into the direction changing path 42 by the introduction portion 44 of the end plate 16. When the ball 43 moving on the load ball rolling path 41 is introduced into the direction changing path 42, the introduction unit 44 shifts the ball 43 moving on the linear track to a curved track such as an arc. For this reason, the introduction part 44 gives a centripetal force to the many balls 43. The ball 43 that has passed through the direction changing path 42 moves to the ball return path. After passing through the ball return path 23, the ball 43 passes through the opposite direction change path 42 and is then introduced again into the load ball rolling path 41 by the introduction portion 44. Centrifugal force is applied to the ball 43 in the direction change path 42. For this reason, the centrifugal force from the ball 43 acts on the introduction portion 44.

図４は、軌道レール１１の長手方向からみた運動案内装置を示す。負荷ボール転走路４１を移動したボール４３は導入部４４によってターン方向に向かって方向転換路４２に導かれる。ターン方向とは、軌道レール１１の長手方向からみて、ボール４３が負荷ボール転走路４１から方向転換路４２に導かれる方向である。この実施形態では、負荷ボール転走路４１の中心とボール戻し路２３の中心とを結んだ方向である。上側のボール循環路のターン方向(2)は水平方向(1)に対して上側に向かって角度θ傾けられ、下側のボール循環路のターン方向(2)は水平方向(1)に対して下側に向かって角度θ傾けられる。なお、軌道レール１１の長手方向からみて、方向転換路４２が曲線状に曲がっている場合、方向転換路４２の接線方向がターン方向になる。 FIG. 4 shows the motion guide device viewed from the longitudinal direction of the track rail 11. The ball 43 that has moved on the loaded ball rolling path 41 is guided to the direction changing path 42 by the introduction portion 44 in the turn direction. The turn direction is a direction in which the ball 43 is guided from the loaded ball rolling path 41 to the direction changing path 42 when viewed from the longitudinal direction of the track rail 11. In this embodiment, it is the direction connecting the center of the load ball rolling path 41 and the center of the ball return path 23. The turn direction (2) of the upper ball circulation path is inclined upward by an angle θ with respect to the horizontal direction (1), and the turn direction (2) of the lower ball circulation path is relative to the horizontal direction (1). The angle θ is inclined downward. In addition, when the direction change path 42 is curving when it sees from the longitudinal direction of the track rail 11, the tangential direction of the direction change path 42 turns into a turn direction.

図５はエンドプレート１６の正面図を示す。エンドプレート１６には方向転換路４２の外周側が形成される。方向転換路４２の外周側もターン方向に合わせて水平方向から角度θ傾けられる。 FIG. 5 shows a front view of the end plate 16. The end plate 16 is formed with the outer peripheral side of the direction change path 42. The outer peripheral side of the direction change path 42 is also inclined at an angle θ from the horizontal direction in accordance with the turn direction.

図６はエンドプレートの導入部４４の詳細図を示す。図中（ｂ）の矢視図に示すように、導入部４４は断面が２つの円弧により構成されるゴシックアーチ溝形状に形成される。導入部４４は、導入部４４を進行するボール４３を徐々にボール転走溝１１ａからすくい上げる。図中（ａ）の断面図に示すように、導入部４４はボール４３を挟んで厚肉部４６及び薄肉部４７を有する。厚肉部４６がボール４３を囲む範囲αは、薄肉部４７がボール４３を囲む範囲βよりも大きい。ボール４３は導入部４４の厚肉部４６及び薄肉部４７に接触しながら方向転換路４２に導かれる。ここで、ボール４３と厚肉部４６との接触点Ｐ１とボール４３の中心Ｃとを結んだ第一の接触角線Ｌ１と、ターン方向(2)とがなす角度θ１は、ボール４３と薄肉部４７との接触点Ｐ２とボール４３の中心Ｃとを結んだ第二の接触角線Ｌ２と、ターン方向(2)とがなす角度θ２よりも小さい。図７に示すように、θ１はθ３〜９０度の範囲に例えば６０度に設定され、θ２はθ４〜９０度の範囲に例えば９０度に設定される。ここで、θ３は、ボール４３の中心Ｃと厚肉部４６のエッジ４６ｂとを結んだ線Ｌ３とターン方向(2)とがなす角度であり、θ４は、ボール４３の中心Ｃと薄肉部４７のエッジ４７ｂとを結んだ線Ｌ４とターン方向(2)とがなす角度である。ボール４３を支えるので、これらの角度θ１，θ２を合算した角度は１８０度よりも小さい。厚肉部４６の、ボール４３に接触する面４６ａは、ボール４３の曲率半径よりも大きい曲率半径の曲面（円筒の一部をなす曲面）に形成される。薄肉部４７の、ボール４３に接触する面４７ａは平面に形成される。ボール４３と厚肉部４６との接触点Ｐ１、及びボール４３と薄肉部４７との接触点Ｐ２は、厚肉部４６及び薄肉部４７のエッジよりも内側に配置される。 FIG. 6 shows a detailed view of the end plate introduction portion 44. As shown in the arrow view of (b) in the figure, the introduction portion 44 is formed in a Gothic arch groove shape having a cross section of two arcs. The introduction part 44 gradually scoops up the ball 43 traveling through the introduction part 44 from the ball rolling groove 11a. As shown in the cross-sectional view of FIG. 5A, the introduction portion 44 has a thick portion 46 and a thin portion 47 with the ball 43 interposed therebetween. A range α in which the thick portion 46 surrounds the ball 43 is larger than a range β in which the thin portion 47 surrounds the ball 43. The ball 43 is guided to the direction change path 42 while being in contact with the thick part 46 and the thin part 47 of the introduction part 44. Here, the angle θ1 formed by the first contact angle line L1 connecting the contact point P1 between the ball 43 and the thick part 46 and the center C of the ball 43 and the turn direction (2) is the same as the ball 43 and the thin wall. It is smaller than the angle θ2 formed by the second contact angle line L2 connecting the contact point P2 with the portion 47 and the center C of the ball 43 and the turn direction (2). As shown in FIG. 7, θ1 is set to, for example, 60 degrees in the range of θ3 to 90 degrees, and θ2 is set to, for example, 90 degrees in the range of θ4 to 90 degrees. Here, θ3 is an angle formed by a line L3 connecting the center C of the ball 43 and the edge 46b of the thick portion 46 and the turn direction (2), and θ4 is the center C of the ball 43 and the thin portion 47. The angle formed by the line L4 connecting the edge 47b and the turn direction (2). Since the ball 43 is supported, the angle obtained by adding these angles θ1 and θ2 is smaller than 180 degrees. The surface 46 a of the thick portion 46 that contacts the ball 43 is formed as a curved surface having a radius of curvature larger than the radius of curvature of the ball 43 (a curved surface forming a part of a cylinder). A surface 47a of the thin portion 47 that comes into contact with the ball 43 is formed into a flat surface. The contact point P1 between the ball 43 and the thick part 46 and the contact point P2 between the ball 43 and the thin part 47 are arranged inside the edges of the thick part 46 and the thin part 47.

なお、図５に示されるエンドプレート１６の方向転換路４２の外周側は、その全長にわたって薄肉部４７の平面４７ａに連続する平面、及び厚肉部４６の曲面４６ａに連続する曲面を有してもよいし、ボール戻し路２３に向かって徐々にボール戻し路２３と同一の曲率の円弧形状に変化してもよい。 The outer peripheral side of the direction change path 42 of the end plate 16 shown in FIG. 5 has a flat surface that continues to the flat surface 47a of the thin portion 47 and a curved surface that continues to the curved surface 46a of the thick portion 46 over its entire length. Alternatively, it may be gradually changed to the arc shape having the same curvature as the ball return path 23 toward the ball return path 23.

図８は、導入部４４のエッジ４６ｂ，４７ｂにボール４３が接触する導入部４４の比較例（図中（ａ））と、本実施形態の導入部４４（図中（ｂ））とを示す。図中（ａ）に示すように、導入部４４にはボール４３の遠心力又は向心力によって力Ｆが作用する。このため、導入部４４のエッジ４６ｂ，４７ｂにボール４３が当接すると、エッジ４６ｂ，４７ｂを折り取ろうとする方向の力が働く。 FIG. 8 shows a comparative example (in the drawing (a)) of the introducing portion 44 in which the balls 43 are in contact with the edges 46b and 47b of the introducing portion 44 and the introducing portion 44 (in the drawing (b)) of the present embodiment. . As shown to (a) in the figure, force F acts on the introduction part 44 by the centrifugal force or centripetal force of the ball 43. For this reason, when the ball 43 comes into contact with the edges 46b and 47b of the introducing portion 44, a force in a direction in which the edges 46b and 47b are broken is applied.

これに対して、本実施形態の導入部４４においては、図中（ｂ）に示すように、導入部４４が厚肉部４６及び薄肉部４７を有し、厚肉部４６の第一の接触角線Ｌ１とターン方向(2)とのなす角度は、薄肉部４７の第二の接触角線Ｌ２とターン方向(2)とのなす角度よりも小さい。このため、ボール４３の遠心力又は向心力によって導入部４４に作用する力Ｆは、主に厚肉部４６に作用する。これを詳述するに、厚肉部４６のボール４３との接触点Ｐ１には、ボール４３から導入部４４に作用する力Ｆと釣り合う反対方向の力Ｎ１が作用する。第一の接触角線Ｌ１の方向には、力Ｎ１を分力にした力Ｎが働く。この力Ｎは上記分力Ｎ１と接触点Ｐ１から薄肉部４７に向かう分力Ｎ２とに分けられる。一方、薄肉部４７とボール４３との接触点Ｐ２には、第二の接触角線Ｌ２の方向に分力Ｎ２に釣り合う力Ｎ３が働く。この力Ｎ３は薄肉部４７の平面４７ａに対して垂直方向の力であるから、薄肉部４７にはエッジ４７ｂを折り取ろうとする力ではない。このため、薄肉部４７が破損するのを防止することができる。厚肉部４６に働く分力Ｎ２と薄肉部４７に働く力Ｎ３によってボール４３が一定の位置に拘束される。 On the other hand, in the introduction part 44 of this embodiment, as shown in FIG. 5B, the introduction part 44 has a thick part 46 and a thin part 47, and the first contact of the thick part 46. The angle formed by the square line L1 and the turn direction (2) is smaller than the angle formed by the second contact angle line L2 of the thin portion 47 and the turn direction (2). For this reason, the force F acting on the introduction portion 44 by the centrifugal force or centripetal force of the ball 43 mainly acts on the thick portion 46. More specifically, a force N1 in the opposite direction that balances the force F acting on the introduction portion 44 from the ball 43 acts on the contact point P1 of the thick portion 46 with the ball 43. In the direction of the first contact angle line L1, a force N obtained by dividing the force N1 acts. This force N is divided into the component force N1 and the component force N2 that goes from the contact point P1 toward the thin portion 47. On the other hand, at the contact point P2 between the thin portion 47 and the ball 43, a force N3 that balances the component force N2 acts in the direction of the second contact angle line L2. Since this force N3 is a force perpendicular to the flat surface 47a of the thin portion 47, it is not a force for breaking the edge 47b at the thin portion 47. For this reason, it is possible to prevent the thin portion 47 from being damaged. The ball 43 is restrained at a fixed position by the component force N2 acting on the thick portion 46 and the force N3 acting on the thin portion 47.

図９はエンドプレート１６の導入部４４の他の例を示す。上記実施形態においては、導入部の薄肉部４７が平面４７ａに形成されるのに対し、この例の導入部５１においては、ボール４３の進行方向と直交する断面において、薄肉部５２及び厚肉部５３のボール４３に接触する面５２ａ，５３ａがいずれも単一の円弧形状に形成される。ボール４３と平面とを接触させる場合は、ボール４３と断面円弧形状の曲面とを接触させる場合に比べて、接触面積を確保することが困難になる。面圧を低減するためには、ボール４３と断面円弧形状の曲面を接触させるのが望ましい。しかし、薄肉部５２の第二の接触角線Ｌ２とターン方向(2)とのなす角度を９０度に設定すると、アンダーカットが生じてしまい、導入部５１を樹脂成型するのが困難になる。このため、この例の導入部５１においては、薄肉部５２の第二の接触角線Ｌ２とターン方向(2)とのなす角度θ２を９０度未満の例えば８０度に設定している。第一の接触角線Ｌ１とターン方向(2)とのなす角度θ１は、例えば４５度に設定される。 FIG. 9 shows another example of the introduction portion 44 of the end plate 16. In the above embodiment, the thin portion 47 of the introduction portion is formed on the flat surface 47a, whereas in the introduction portion 51 of this example, the thin portion 52 and the thick portion in the cross section orthogonal to the traveling direction of the ball 43. Surfaces 52a and 53a that come into contact with the balls 43 are formed in a single arc shape. When the ball 43 is brought into contact with the flat surface, it is difficult to ensure the contact area as compared with the case where the ball 43 is brought into contact with the curved surface having a circular arc shape in cross section. In order to reduce the surface pressure, it is desirable to bring the ball 43 into contact with a curved surface having a circular cross section. However, if the angle formed between the second contact angle line L2 of the thin portion 52 and the turn direction (2) is set to 90 degrees, an undercut occurs, making it difficult to mold the introduction portion 51 with resin. For this reason, in the introduction part 51 of this example, the angle θ2 formed by the second contact angle line L2 of the thin part 52 and the turn direction (2) is set to less than 90 degrees, for example, 80 degrees. An angle θ1 formed by the first contact angle line L1 and the turn direction (2) is set to 45 degrees, for example.

なお、本発明は上記実施形態に限られることなく、本発明の要旨を変更しない範囲で様々に変更可能である。例えば本発明はリニアガイドに限られることなく、ボールスプラインにも適用することができる。スペーサは可撓性を有するベルトによって一連に連結されてもよい。この場合、導入部にはベルトを案内するための案内溝が形成される。さらに軌道レールは直線状のものに限らず、一定の曲率で円弧状に形成されたものであってもよい。さらに、移動ブロックの形状及びボール転走溝の条数は一例であって、公知の運動案内装置を参考にして自由に移動ブロックの形状及びボール転走溝の条数を変更することが可能である。 In addition, this invention is not restricted to the said embodiment, In the range which does not change the summary of this invention, it can change variously. For example, the present invention is not limited to a linear guide but can be applied to a ball spline. The spacers may be connected in series by a flexible belt. In this case, a guide groove for guiding the belt is formed in the introduction portion. Furthermore, the track rail is not limited to a linear one, and may be formed in an arc shape with a certain curvature. Furthermore, the shape of the moving block and the number of ball rolling grooves are merely examples, and the shape of the moving block and the number of ball rolling grooves can be freely changed with reference to a known motion guide device. is there.

本発明の一実施形態における運動案内装置としてのリニアガイドを示す斜視図The perspective view which shows the linear guide as a movement guide apparatus in one Embodiment of this invention. ブロック組立体の分解斜視図Exploded perspective view of block assembly 移動ブロックの循環経路に沿った断面図Sectional view along the circulation path of the moving block 軌道レールの長手方向からみた運動案内装置を示す図（一部にエンドプレートを取り外した状態を含む）The figure which shows the motion guide device seen from the longitudinal direction of the track rail (including the state where the end plate is partly removed) エンドプレートの正面図Front view of end plate エンドプレートの導入部の詳細図（図中（ａ）は断面図を示し、（ｂ）は（ａ）のｂ矢視図を示す）Detailed view of the end plate introduction part ((a) in the figure shows a cross-sectional view, (b) shows a view from arrow b in (a)) エンドプレートの導入部の断面図Cross section of end plate introduction 導入部を示す断面図（図中（ａ）は比較例を示し、（ｂ）は本発明例を示す）Sectional drawing which shows an introduction part ((a) shows a comparative example, (b) shows an example of the present invention) エンドプレートの導入部の他の例を示す断面図Sectional drawing which shows the other example of the introduction part of an end plate

Explanation of symbols

１１ａ…ボール転走溝（ボール転走部）
１１…軌道レール（軌道部材）
１２…移動ブロック
１２ａ…負荷ボール転走溝（負荷ボール転走部）
１４…ブロック組立体（移動部材本体）
１６…エンドプレート（蓋部材）
２３…ボール戻し路
４１…負荷ボール転走路
４２…方向転換路
４３…ボール
４４…導入部
４６ｂ，４７ｂ…エッジ
４６ａ…曲面
４６…厚肉部
４７…薄肉部
４７ａ…平面
５１…導入部
５２…薄肉部
５２ａ，５３ａ…曲面
５３…厚肉部
Ｃ…ボールの中心
Ｌ１…第一の接触角線
Ｌ２…第二の接触角線
Ｌ３…ボールの中心と厚肉部のエッジとを通る線
Ｌ４…ボールの中心と薄肉部のエッジとを通る線
Ｐ１…ボールと厚肉部との接触点
Ｐ２…ボールと薄肉部との接触点
α…厚肉部がボールを囲む範囲
β…薄肉部がボールを囲む範囲
θ１…第一の接触角線とターン方向とのなす角度
θ２…第二の接触角線とターン方向とのなす角度
θ３…直線Ｌ３とターン方向とのなす角度
θ４…直線Ｌ４とターン方向とのなす角度

11a ... Ball rolling groove (ball rolling section)
11. Track rail (track member)
12 ... Moving block 12a ... Loaded ball rolling groove (loaded ball rolling part)
14: Block assembly (moving member body)
16 ... End plate (lid member)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 23 ... Ball return path 41 ... Load ball rolling path 42 ... Direction change path 43 ... Ball 44 ... Introduction part 46b, 47b ... Edge 46a ... Curve 46 ... Thick part 47 ... Thin part 47a ... Plane 51 ... Introduction part 52 ... Thin Part 52a, 53a ... curved surface 53 ... thick part C ... ball center L1 ... first contact angle line L2 ... second contact angle line L3 ... line L4 passing through the center of the ball and the edge of the thick part ... ball A line P1 passing through the center of the thin film and the edge of the thin part P2 ... contact point P2 of the ball and thick part ... contact point α of the ball and thin part ... range where the thick part surrounds the ball β ... thin part surrounds the ball Range [theta] 1 ... An angle between the first contact angle line and the turn direction [theta] 2 ... An angle between the second contact angle line and the turn direction [theta] 3 ... An angle between the straight line L3 and the turn direction [theta] 4 ... A straight line L4 and the turn direction Angle

Claims

A track member having a ball rolling portion extending in the longitudinal direction, a load ball rolling portion facing the ball rolling portion of the track member, and a moving member body having a ball return path substantially parallel to the load ball rolling portion A lid member that is provided at an end of the moving member body in the moving direction and forms an outer side of a direction changing path that connects the load ball rolling portion of the moving member body and the ball return path, and the track A plurality of balls arranged in a rolling element circulation path including a load ball rolling path between the ball rolling section of the member and a load ball rolling section of the moving member main body, the ball return path, and the direction changing path; In an exercise guidance device comprising:
The lid member has an introduction portion for guiding a ball rolling on the ball rolling portion of the track member to the direction change path,
The introduction part includes a thick part and a thin part in contact with the ball,
In a cross section perpendicular to the direction in which the ball travels, a range in which the thick portion surrounds the ball is larger than a range in which the thin portion surrounds the ball, and a contact point between the ball and the thick portion. An angle formed by a first contact angle line connecting the center of the ball and a turn direction in which the ball is guided from the loaded ball rolling path to the direction changing path is a contact point between the ball and the thin portion. And a second contact angle line connecting the center of the ball and an angle formed by the turn direction.

The motion according to claim 1, wherein the thick part contacts the ball, has a curved surface with a radius of curvature larger than the radius of the ball, and the thin part has a plane that contacts the ball. Guide device.

The motion guide device according to claim 1, wherein the thin portion and the thick portion are in contact with the ball and have a curved surface having a radius of curvature larger than the radius of the ball.

A track member having a ball rolling portion extending in the longitudinal direction, a load ball rolling portion facing the ball rolling portion of the track member, and a moving member body having a ball return path substantially parallel to the load ball rolling portion A lid member that is provided at an end of the moving member body in the moving direction and forms an outer side of a direction changing path that connects the load ball rolling portion of the moving member body and the ball return path, and the track A plurality of balls arranged in a rolling element circulation path including a load ball rolling path between the ball rolling section of the member and a load ball rolling section of the moving member main body, the ball return path, and the direction changing path; In an exercise guidance device comprising:
The lid member has an introduction portion for guiding a ball rolling on the ball rolling portion of the track member to the direction change path,
The introduction part includes a thick part and a thin part in contact with the ball,
In a cross section perpendicular to the direction in which the ball travels, the range in which the thick portion surrounds the ball is larger than the range in which the thin portion surrounds the ball,
The motion guide apparatus, wherein the thick part contacts the ball, has a curved surface with a radius of curvature larger than the radius of the ball, and the thin part has a flat surface contacting the ball.