JP2014219098A

JP2014219098A - 運動案内装置

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Publication number: JP2014219098A
Application number: JP2014077516A
Authority: JP
Inventors: 荘志宮原; Soshi Miyahara; 広大原; Hiroshi Ohara
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 2013-04-10
Filing date: 2014-04-04
Publication date: 2014-11-20
Anticipated expiration: 2034-04-04
Also published as: US9995338B2; TWI518257B; DE112014001910T5; CN105121873B; US20160305476A1; TW201502391A; WO2014167853A1; JP5695248B2; CN105121873A

Abstract

【課題】エンドプレートが不要なリニアガイドを提供する。
【解決手段】このリニアガイド１０は、ボール転走溝２２を有する軌道レール２０と、ボール転走溝２２に対向する負荷ボール転走溝３３、ボール転走溝２２が伸びる方向と平行に伸びる無負荷ボール転走溝３４、及び負荷ボール転走溝３３と無負荷ボール転走溝３４とを接続する方向転換案内溝３５を有する移動ブロック３０と、軌道レール２０と移動ブロック３０で形成される負荷ボール転走路５０、無負荷ボール転走路６０、及び方向転換路７０を含む無限循環路に配列される複数のボール４０とを備えている。そして、前記方向転換路７０は、軌道が変化する複数の変化点を有している。
【選択図】図２

Description

本発明は、軌道部材と移動部材との間に転動体を介在させた運動案内装置に関する。

この種の運動案内装置としてのリニアガイドは、固定部に取り付けられる軌道レールと、可動部に固定される移動ブロックとを備える。移動ブロックは、軌道レールに直線運動可能に組み付けられる。軌道レールと移動ブロックとの間には、摩擦抵抗を低減するために多数のボールが転がり運動可能に介在される。移動ブロックには、ボールが循環する無限循環路が設けられる。リニアガイドの無限循環路は、軌道レールのボール転走溝と移動ブロックの負荷ボール転走溝との間の負荷ボール転走路、及び負荷ボール転走路と平行な無負荷ボール転走路、負荷ボール転走路と無負荷ボール転走路を接続する一対のＵ字状をした方向転換路によって形成される（例えば、下記特許文献１参照）。

方向転換路は、移動ブロックの移動方向の両端側の蓋部材に配置され、外周側方向転換部を有するエンドプレートと、当該エンドプレートに嵌め込まれる内周側方向転換部としてのＲピースとの組み合わせにより形成される。すなわち、エンドプレートを蓋部材としてだけではなく方向転換路の一部として用いることにより、リニアガイドは形成される。

特開２００８−２４８９４４号公報

しかしながら、エンドプレートはボールの無限循環路の一部を構成するため、エンドプレートに不具合が生じると、移動ブロックと軌道レールとの相対的な安定した移動が行えなくなる虞があった。すなわち、ボールの無限循環路を形成するために取り付けられるエンドプレートは、リニアガイドの寿命を決定する主要な構成部品の１つとなっていた。

また、移動ブロックに対してエンドプレートを取り付ける工程は、種々の部材を用いる必要があり、複雑な取付工程であったため、より簡単に製造できるリニアガイドが望まれていた。

本発明は、上述した課題の存在に鑑みて成されたものであって、その目的は、リニアガイドの長寿命化を図ることにある。また、リニアガイドの製造にかかる時間を短縮することにある。

本発明に係る運動案内装置は、長手方向に伸びる転動体転走溝を有する軌道部材と、前記軌道部材の前記転動体転走溝に対向する負荷転動体転走溝、前記転動体転走溝が伸びる方向と平行に伸びる無負荷転動体転走溝、及び前記負荷転動体転走溝と前記無負荷転動体転走溝とを接続する方向転換案内溝を有する移動部材と、前記軌道部材の前記転動体転走溝と前記移動部材の前記負荷転動体転走溝との間の負荷転動体転走路、前記軌道部材と前記無負荷転動体転走溝との間の無負荷転動体転走路、及び前記軌道部材と前記方向転換案内溝との間の方向転換路を含む無限循環路に配列される複数の転動体と、を備える運動案内装置であって、前記方向転換路は、軌道が変化する複数の変化点を有することを特徴とするものである。

本発明によれば、リニアガイドの長寿命化を図ることができ、また、リニアガイドの製造にかかる時間を短縮することができる。

第一の実施形態に係るリニアガイドを示す斜視図である。第一の実施形態に係るリニアガイドを示す正面一部断面図である。第一の実施形態に係る方向転換案内溝を示す断面拡大図である。第一の実施形態に係る軌道レールの長手方向と直交する断面を示す概略図である。第一の実施形態に係る移動ブロックを幅方向に縦断したときの断面を示す概略図である。第二の実施形態に係るリニアガイドを示す斜視図である。第二の実施形態に係る軌道レールの長手方向と直交する断面を示す概略図である。第一及び第二の実施形態に係る移動ブロックの多様な変形例を示す図である。本発明の改良例に係る移動ブロックの正面図である。本発明の改良例に係る移動ブロックの縦断面正面図である。図１０で示した中央部で縦断した状態の移動ブロックの斜視図である。図１０中の符号Ｙ部を拡大した図である。本発明の改良例に係る移動ブロックの製造方法を例示する図である。

以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の各実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、各実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

［第一の実施形態］
図１は、第一の実施形態に係るリニアガイドを示す斜視図である。図２は、第一の実施形態に係るリニアガイドを示す正面一部断面図である。図３は、第一の実施形態に係る方向転換案内溝を示す断面拡大図である。図４は、第一の実施形態に係る軌道レールの長手方向と直交する断面を示す概略図である。図５は、第一の実施形態に係る軌道レールの幅方向と直交する断面を示す概略図である。

リニアガイド１０は、図１に示すように、直線状に伸びる軌道部材としての軌道レール２０と、軌道レール２０に多数の転動体としてのボール４０を介して直線運動可能に組み付けられる移動ブロック３０とを備える。

軌道レール２０は、断面略四角形状で細長く伸びて形成されている。軌道レール２０の上部には、幅方向に突出する左右一対の突部２１が形成されるＤＦ構造からなる。各突部２１の上部及び下部には、軌道レール２０の長手方向に伸びる転動体転走溝としてのボール転走溝２２が形成される。第一の実施形態では、左右一対の突部２１のそれぞれに二条のボール転走溝２２が形成され、合計四条のボール転走溝２２が形成される。また、軌道レール２０には、設置面としての固定部に軌道レール２０を取り付けるためのボルト用の通し孔２３が上面から底面に向かって形成される。

ボール転走溝２２の断面形状は、例えば単一の円弧からなるサーキュラーアーク溝形状として形成される。ボール転走溝２２の曲率半径はボール４０の半径よりも僅かに大きく、ボール４０はボール転走溝２２に一点で接触する。

移動ブロック３０は、軌道レール２０を水平面に配置した状態において、軌道レール２０の上面に対向する中央部３１と、中央部３１の左右両側から下方に伸びて軌道レール２０の左右側面に対向する一対の側壁部３２とを備える。そして、移動ブロック３０は、全体が鞍形状に形成される。

移動ブロック３０には、軌道レール２０のボール転走溝２２に対向する負荷転動体転走溝としての負荷ボール転走溝３３、ボール転走溝２２が伸びる方向と平行に伸びる無負荷転動体転走溝としての無負荷ボール転走溝３４、及び負荷ボール転走溝３３と無負荷ボール転走溝３４とを接続する方向転換案内溝３５が形成される。また、これらの負荷ボール転走溝３３、無負荷ボール転走溝３４、及び方向転換案内溝３５は、それぞれ、鞍形状に形成される移動ブロック３０の軌道レール２０と対向する内壁面に対して形成される。

負荷ボール転走溝３３の断面形状は、ボール転走溝２２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として形成される。負荷ボール転走溝３３の曲率半径はボール４０の半径よりも僅かに大きく、ボール４０は負荷ボール転走溝３３に一点で接触する。軌道レール２０のボール転走溝２２及びボール４０の接触点と、移動ブロック３０の負荷ボール転走溝３３及びボール４０の接触点とを結んだ線が、接触角線Ｌ１である。接触角線Ｌ１は、ボール４０が荷重を受ける方向を示している。第一の実施形態では、上側のボール４０の接触角線Ｌ１が水平線Ｌ２に対してなす接触角θ１は４５°であり、下側のボール４０の接触角線Ｌ１が水平線Ｌ２に対してなす接触角θ２も４５°である。このような構成としているため、リニアガイド１０は上下左右方向の荷重をバランスよく負荷することができる。

方向転換案内溝３５は、負荷ボール転走溝３３側に形成される負荷域出入り溝部３６と、無負荷ボール転走溝３４側に形成される無負荷域出入り溝部３７と、負荷域出入り溝部３６及び無負荷域出入り溝部３７とを接続する接続溝部３８とを有する。方向転換案内溝３５を形成する負荷域出入り溝部３６は、ボール４０が負荷域から出る又は負荷域に入るように形成される。方向転換案内溝３５を形成する無負荷域出入り溝部３７は、ボール４０が無負荷域から出る又は無負荷域に入るように形成される。ここで、接続溝部３８では、移動ブロック３０の移動方向と略垂直方向にボール４０を転走させている。

すなわち、第一の実施形態では、負荷域出入り溝部３６と接続溝部３８がつながる接続点と、接続溝部３８と無負荷域出入り溝部３７がつながる接続点で、それぞれボール４０の軌道を変化させている。つまり、第一の実施形態に係る方向転換案内溝３５は、軌道が変化する複数の変化点を有する構成を有しているので、方向転換案内溝３５（すなわち、後述する方向転換路７０）の軌道が短くなり、ボール４０の蛇行を防止することが可能となって、安定した運動案内が実現される。

また、図３に示すように、方向転換案内溝３５の断面形状は、Ｃ字状に形成される。方向転換案内溝３５の曲率半径は、ボール４０の半径よりもわずかに大きく形成される。また、方向転換案内溝３５は、わずかにアンダーカットを有するように形成される。そのアンダーカット部分を含めた方向転換案内溝３５は、内周面でボール４０を支える。

ボール転走溝２２と負荷ボール転走溝３３との間には、直線状に伸びる負荷転動体転走路としての負荷ボール転走路５０が形成される。無負荷ボール転走溝３４と軌道レール２０の周面との間には、直線状に伸びる無負荷転動体転走路としての無負荷ボール転走路６０が形成される。さらに、方向転換案内溝３５と軌道レール２０の周面との間には、負荷ボール転走路５０と無負荷ボール転走路６０とを接続するように方向転換路７０が形成される。これら負荷ボール転走路５０、無負荷ボール転走路６０、及び方向転換路７０により、無限循環路が形成される。

軌道レール２０に対して移動ブロック３０を相対的に移動させると、負荷ボール転走路５０において、複数のボール４０は、荷重を受けながら転がり運動する。負荷ボール転走路５０の一端まで転がったボール４０は、一対の方向転換路７０の一方側を経由した後、無負荷ボール転走路６０に入る。無負荷ボール転走路６０を通過したボール４０は、一対の方向転換路７０の他方側を経由した後、再び負荷ボール転走路５０に入る。

ここで、方向転換案内溝３５と軌道レール２０の周面との間に形成される方向転換路７０について、図４及び図５を用いて詳しく説明する。

図４及び図５中の一点鎖線は、ボール４０が無限循環路を転走するときのボール４０の中心の軌跡により描かれる仮想曲線Ｘである。

軌道レール２０の上面側に配置形成された無限循環路における方向転換案内溝３５は、負荷ボール転走溝３３の端部と、無負荷ボール転走溝３４の端部とを軌道レール２０の外周を迂回してつなぐように形成される。そのため、方向転換案内溝３５は、正面から見たときに直線的に形成されておらず、二度角度を変える複合的なターンによって形成される。その角度が変わる部分は、それぞれ負荷域出入り溝部３６と接続溝部３８との接続点、及び無負荷域出入り溝部３７と接続溝部３８との接続点となる。なお、軌道レール２０の側面側に配置形成された方向転換案内溝３５は、突部２１の凸形状部分によりボール４０の方向転換側に空間が生じるため、軌道レール２０に沿って方向転換路７０を形成したときに、ボール４０が軌道レール２０と接触しない。したがって、移動ブロック３０の内壁面に沿って、ボールを方向転換させるためのＵ字状のターンを形成できるので、上方の無限循環路とは異なり、下方の無限循環路は複合的なターンを構成しない。ただし、本発明の範囲はこれには限定されず、下方の方向転換案内溝については、上方と同様に、複合的なターンを形成するように構成してもよい。

負荷域出入り溝部３６は、負荷ボール転走溝３３の端部から移動ブロックの内壁面及び軌道レール２０の外周面に沿って形成される。図４に示すように、軌道レール２０の長手方向と直交する断面で見たとき、負荷域出入り溝部３６の延長線Ｌ３と、負荷ボール転走溝３３でボール４０が受ける荷重の荷重方向を示す直線（すなわち、軌道レール２０のボール転走溝２２及びボール４０の接触点と、移動ブロック３０の負荷ボール転走溝３３及びボール４０の接触点とを結んだ線である接触角線Ｌ１の方向）とが直交するように負荷域出入り溝部３６は形成される。加えて、図５に示すように、軌道レール２０の幅方向と直交する断面で見ると、負荷域出入り溝部３６の延長線Ｌ４と、移動ブロック３０の移動方向を示す直線Ｌ５との交差角度θ３は、４５°となるように負荷域出入り溝部３６は形成される。そして、支えるボール４０と軌道レール２０の上面との間に隙間ができる位置まで直線的に伸びていく先で、負荷域出入り溝部３６は接続溝部３８と接続する。

接続溝部３８は、図４及び図５に示すように、軌道レール２０の上面と平行に形成される。その伸びた先で無負荷域出入り溝部３７と接続する。

無負荷域出入り溝部３７は、図４に示すように、軌道レール２０の長手方向と直交する断面で見たとき、無負荷域出入り溝部３７の延長線Ｌ６と、移動ブロック３０の幅方向を示す直線Ｌ７とが交差する角度θ４が４５°となるように形成される。さらに、図５に示すように、軌道レール２０の幅方向と直交する断面で見ると、無負荷域出入り溝部３７の延長線Ｌ８と移動ブロック３０の移動方向を示す直線Ｌ５との交差角度θ５が４５°となるように無負荷域出入り溝部３７は形成される。この無負荷域出入り溝部３７が伸びた先には、無負荷ボール転走溝３４が形成されており、無負荷域出入り溝部３７と無負荷ボール転走溝３４とが接続される。

すなわち、方向転換案内溝３５は、移動ブロック３０の内壁面に沿って形成されるとともに、方向転換案内溝３５を転走するボールが軌道レール２０の外周面に対して接触しないように軌道レール２０の外周面から少なくともボール４０の直径よりも長い距離離れて形成される。このように方向転換案内溝３５を形成すると、ボール４０が無限循環路を転走するときのボール４０の中心の軌跡により描かれる仮想曲線Ｘは、単一の平面上に現れないこととなる。つまり、仮想曲線Ｘが単一の平面上に現れないため、方向転換案内溝３５の経路設計には、高い自由度が存在しているのである。このことから、移動ブロック３０の内壁面に対して形成される方向転換案内溝３５の形成位置は、移動ブロック３０及び軌道レール２０の形状に応じた設計上の制約を受けるものであったが、本実施形態によれば、かかる制約を問題としない経路形状にて方向転換案内溝３５を形成することが可能となっている。したがって、移動ブロック３０と軌道レール２０とで無限循環路を形成することができるようになるため、別体としてのエンドプレートが不要なリニアガイド１０を提供することが可能となる。

以上のような構成によれば、ボール４０が無限循環路を転走するときのボール４０の中心の軌跡により描かれる仮想曲線Ｘが、単一の平面上に形成されることなく無限循環路を形成することができるので、方向転換路７０の軌道が短くなり、ボール４０の蛇行を防止し、安定した運動案内が可能となる。また、この第一の実施形態によれば、移動ブロック３０の内壁面に対して無限循環路を形成するための溝を形成することができる。したがって、エンドプレートが配置されていないリニアガイド１０を提供することができるようになり、リニアガイド１０を製造するための部品数を減少させることが可能となり、部品数の減少にともない組み立て工数が減り、リニアガイド１０の製造にかかる時間を短縮することができるようになる。

また、この第一の実施形態によれば、エンドプレートが不要であることから、エンドプレートで不具合が生じることを防ぐことができる。したがって、リニアガイド１０の長寿命化を図ることができるようになる。

さらに、この第一の実施形態では、鞍形状の内壁面に無限循環路が形成されることから、無限循環路を形成するために必要としていた貫通孔を形成することなくリニアガイド１０を製造することができるようになる。したがって、移動ブロック３０の使用可能なスペースが増大し、設計の自由度が増すこととなるため、多様なリニアガイドを製造することができるようになる。

［第二の実施形態］
上記した第一の実施形態に係るリニアガイド１０は、図２に示すように、上方及び下方の無限循環路を循環するボール４０の接触角線Ｌ１同士が、軌道レール２０の内側で交差するように構成されていた。このような構成は、いわゆるＤＦ構造と呼ばれるものであり、特に優れた調心性を発揮することができる構成である。

しかしながら、本発明は、図２に示すようなＤＦ構造を備えるリニアガイド１０に限られるものではない。例えば、図６及び図７に示すように、上方及び下方の無限循環路を循環するボール４０の接触角線Ｌ１´同士が、軌道レール８２の外側で交差するように構成された、いわゆるＤＢ構造と呼ばれる構造を備えるリニアガイド８０に対しても適用可能である。

そこで、次に、ＤＢ構造にて形成された第二の実施形態に係るリニアガイド８０について説明する。なお、この第二の実施形態に係るリニアガイド８０については、図６及び図７を参照してその構成と動作を説明することとし、図１〜図５を用いて説明した部材と同一又は類似する部材については、同一符号を付して説明を省略する場合がある。

ここで、図６は、第二の実施形態に係るリニアガイドを示す斜視図である。また、図７は、第二の実施形態に係るＤＢ構造を備えるリニアガイドの構成例を示す正面一部断面図である。

第二の実施形態に係るリニアガイド８０は、図６に示すように、直線状に伸びる軌道部材としての軌道レール８１と、軌道レール８１に多数の転動体としてのボール４０を介して直線運動可能に組み付けられる移動ブロック８２とを備える。

軌道レール８１は、断面略四角形状で細長く伸びて形成されている。軌道レール８１の上部からやや下方の位置には、幅方向に窪んだ左右一対の凹部８１ａが形成されており、このことからも、第二の実施形態に係るリニアガイド８０が、ＤＢ構造からなるものであることが分かる。各凹部８１ａの上部及び下部には、軌道レール８１の長手方向に伸びる転動体転走溝としてのボール転走溝８９が形成される。第二の実施形態では、左右一対の凹部８１ａのそれぞれに二条のボール転走溝８９が形成され、合計四条のボール転走溝８９が形成されている。

そして、第二の実施形態に係る方向転換案内溝は、図７に示すように、凹部８１ａの上方及び下方で対向して位置する方向転換路に対して幅方向に軌道レール８１が突き出す形状をしているため、上方に形成される方向転換路だけでなく下方に形成される方向転換路も、複合的なターンによって形成されている。

上方及び下方のボール方向転換溝８５は、負荷ボール転走溝８３側に形成される負荷域出入り溝部８６と、無負荷ボール転走溝８４側に形成される無負荷域出入り溝部８７と、負荷域出入り溝部８６及び無負荷域出入り溝部８７とを接続する接続溝部８８とを有する。負荷域出入り溝部８６は、ボール４０が負荷域から出る又は負荷域に入るように形成される。無負荷域出入り溝部８７は、ボール４０が無負荷域から出る又は無負荷域に入るように形成される。

上方及び下方の無限循環路におけるボール方向転換溝８５は、負荷ボール転走溝８３の端部と、無負荷ボール転走溝８４の端部とを軌道レール８１の外周を迂回してつなぐように形成される。そのため、方向転換案内溝８５は、正面から見たときに直線的に形成されておらず、一度角度を変える複合的なターンによって形成される。その角度が変わる部分が、負荷域出入り溝部８６と接続溝部８８との接続点及び無負荷域出入り溝部８７と接続溝部８８との接続点となる。

上方の負荷域出入り溝部８６は、負荷ボール転走溝８３の端部から軌道レール８１に沿って伸びるように形成される。図７に示すように、軌道レール８１の長手方向と直交する断面で見たとき、負荷域出入り溝部８６の延長線Ｌ３´と、負荷ボール転走溝８３でボール４０が受ける荷重の荷重方向を示す直線（すなわち、軌道レール８１のボール転走溝８９及びボール４０の接触点と、移動ブロック８２の負荷ボール転走溝８３及びボール４０の接触点とを結んだ線である接触角線Ｌ１´の方向）とが直交するように負荷域出入り溝部８６は形成される。加えて、軌道レール８１の幅方向と直交する断面で見たときに、負荷域出入り溝部８６の延長線と、移動ブロック８２の移動方向を示す直線とが交差する角度は、４５°となるように負荷域出入り溝部８６は形成される。そして、軌道レール８１に沿って直線的に伸びていく先で、負荷域出入り溝部８６は接続溝部８８と接続する。

上方の接続溝部８８は、軌道レール８１の外周を迂回して、上方の負荷域出入り溝部８６と、上方の無負荷域出入り溝部８７とをつなぐように形成される。

上方の無負荷域出入り溝部８７は、図７に示すように、軌道レール８１の長手方向と直交する断面で見たとき、無負荷域出入り溝部８７の延長線Ｌ６´と、移動ブロック８２の幅方向を示す直線Ｌ７´との交差角度θ６が４５°となるように形成される。さらに軌道レール８１の幅方向と直交する断面で見ると、無負荷域出入り溝部８７は、無負荷域出入り溝部８７の延長線と、移動ブロック８２の移動方向を示す直線とが交差する角度が４５°となるように無負荷域出入り溝部８７は形成される。この無負荷域出入り溝部８７が伸びた先には、無負荷ボール転走溝８４が形成されており、無負荷域出入り溝部８７と無負荷ボール転走溝８４とが接続される。

下方の負荷域出入り溝部８６は、負荷ボール転走溝８３の端部から軌道レール８１に沿って伸びるように形成される。図７に示すように、軌道レール８１の長手方向と直交する断面で見たとき、負荷域出入り溝部８６の延長線Ｌ３´と、負荷ボール転走溝８３でボール４０が受ける荷重の荷重方向を示す直線（すなわち、軌道レール８１のボール転走溝８９及びボール４０の接触点と、移動ブロック８２の負荷ボール転走溝８３及びボール４０の接触点とを結んだ線である接触角線Ｌ１´の方向）とが直交するように負荷域出入り溝部８６は形成される。加えて、軌道レール８１の幅方向と直交する断面で見たときに、負荷域出入り溝部８６の延長線と、移動ブロック８２の移動方向を示す直線とが交差する角度は、４５°となるように負荷域出入り溝部８６は形成される。そして、軌道レール８１に沿って直線的に伸びていく先で、負荷域出入り溝部８６は接続溝部８８と接続する。

下方の接続溝部８８は、下方の負荷域出入り溝部８６と、下方の無負荷域出入り溝部８７とをつなぐように軌道レール８１の外周に沿って形成される。

下方の無負荷域出入り溝部８７は、図７に示すように、軌道レール８１の長手方向と直交する断面で見たとき、無負荷域出入り溝部８７の延長線Ｌ６´と、移動ブロック８２の幅方向を示す直線Ｌ７´との交差角度θ７が４５°となるように形成される。さらに軌道レール８１の幅方向と直交する断面で見ると、無負荷域出入り溝部８７は、無負荷域出入り溝部８７の延長線と、移動ブロック８２の移動方向を示す直線とが交差する角度が４５°となるように形成される。この無負荷域出入り溝部８７が伸びた先には、無負荷ボール転走溝８４が形成されており、無負荷域出入り溝部８７と無負荷ボール転走溝８４とが接続される。

このように形成される第二の実施形態に係るリニアガイド８０によれば、ボール４０が無限循環路を転走するときのボール４０の中心の軌跡により描かれる仮想曲線Ｘは、単一の平面上に形成されることなく無限循環路を形成することができるため、移動ブロック８１の内壁面に対して無限循環路を形成するための溝を形成することができる。したがって、エンドプレートが配置されていないリニアガイド８０を提供することができるようになり、リニアガイド８０を製造するための部品数を減少させることができ、部品数の減少にともない組み立て工数が減り、リニアガイド８０の製造にかかる時間を短縮することができるようになる。

さらに、第二の実施形態に係るリニアガイド８０は、一方の無限循環路を循環するボール４０の接触角線と、他方の無限循環路を循環するボール４０の接触角線との延長線が、軌道レール８１の外側に向かって拡がり、且つ、軌道レール８１の側で交差するように構成された、いわゆるＤＢ構造で形成されることから、特にモーメントに対して高い剛性を有することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態には、多様な変更又は改良を加えることが可能である。

例えば、第一及び第二の実施形態に係る軌道レール（２０，８１）及び移動ブロック（３０，８２）は、直線的に形成されているが、曲線状に形成されていてもよい。

また、例えば、第一及び第二の実施形態に係る軌道レール（２０，８１）及び移動ブロック（３０，８２）の断面形状は、適宜変更することができる。さらに、ボール４０の無限循環路の条数は、適宜変更することができる。

また、上記の各実施形態においては、方向転換案内溝（３５，８５）の負荷域出入り溝部（３６，８６）及び無負荷域出入り溝部（３７，８７）の形成角度が特定されている。しかしながら、これらの形成角度は特定の角度に限られない。すなわち、負荷域出入り溝部及び無負荷域出入り溝部の形成角度は、ボール４０の中心が描く仮想曲線Ｘが単一の平面内に形成されないように、移動ブロックの内壁面に沿って形成され、方向転換案内溝を転走するボールが軌道レールの外周面に対して接触しないように軌道レールの外周面から少なくともボール４０の直径よりも長い距離離れて形成される角度であればよく、多様な角度とすることができる。

また、例えば、第一及び第二の実施形態に係る移動ブロック（３０，８２）は、１つの部材に対して溝が形成される構成としているが、複数部材を組み合わせて分離不能に形成されていてもよい。図８は、第一及び第二の実施形態に係る移動ブロックが複数部材により組み合わされる構成例を示す図である。図８に示すように、移動ブロック９０は、中央部９１を縦割りにした半割り状に形成され、移動ブロック９０の切り口となる切り口面それぞれに、ボルトやキーなどの組付部材９２を挿入するためのボルト孔やキー溝などの挿入孔９３が形成されている。挿入孔９３に挿入される組付部材９２は、熱処理により膨張する金属（例えば、ステンレスなど）が用いられる。以上の構成を有する移動ブロックを組み立て、熱処理を実施することにより、移動ブロック９０は分離不能に形成される。このような構成によれば、移動ブロック９０が半割り状にされている状態で、移動ブロック９０の内壁面に形成される方向転換案内溝（３５，８５）の複雑なターン部分を削り出すことができるようになるため、加工の難度が下がり、エンドプレートが不要なリニアガイドを容易かつ安価に製造することができるようになる。

以上、本発明の好適な実施形態と、本発明が取り得る多様な変形形態例について説明した。しかしながら、本発明に係る運動案内装置については、さらに多様な改良を施すことができる。すなわち、上述したリニアガイド１０，８０については、移動ブロック３０，８２，９０を軌道レール２０，８１から取り外したときに、ボール４０が脱落してしまうタイプの運動案内装置であった。このようなボール脱落タイプの運動案内装置の場合、その組立ての際には、溝の間に１つ１つボールを挿入する方法を採用するか、専用のボール挿入装置を製作することが必要となり、製造コストの削減に関して改良の余地が残されていた。また、一部のユーザでは、軌道レール２０，８１の平行度を測定するために、軌道レール２０，８１から移動ブロック３０，８２，９０を取り外して使用する場合があり、この様なユーザに対して、ボール４０が脱落しないタイプの運動案内装置を提供することができれば、販路の拡大につながり好ましい。

上記のような要請に対して、発明者らは、図９〜図１２に示す新たな構成を創案した。そこで、次に、図９〜図１２を用いることで、本発明の改良例に係る運動案内装置を説明する。ここで、図９は、本発明の改良例に係る移動ブロックの正面図であり、図１０は、本発明の改良例に係る移動ブロックの縦断面正面図であり、図１１は、図１０で示した中央部で縦方向に切断した状態の移動ブロックの斜視図である。また、図１２は、図１０中の符号Ｙ部を拡大した図である。

図９〜図１２に示すように、本発明の改良例に係る移動ブロック１００は、金属材料からなる移動部材本体部としての移動ブロック本体部１０１と、この移動ブロック本体部１０１に対して射出成型技術等を用いて一体的に結合された樹脂材料からなる樹脂材料部１０２とで構成されている。

移動ブロック１００には、上述した第一及び第二の実施形態と同様に、負荷ボール転走溝１０３と無負荷ボール転走溝１０４とが形成されているが、本発明の改良例の場合、これら負荷ボール転走溝１０３と無負荷ボール転走溝１０４については、金属材料からなる移動ブロック本体部１０１と樹脂材料からなる樹脂材料部１０２とが協働して各転走溝を構成している。具体的には、図１２等でより詳細に示されるように、負荷ボール転走溝１０３と無負荷ボール転走溝１０４の溝底側を金属材料からなる移動ブロック本体部１０１が構成し、負荷ボール転走溝１０３と無負荷ボール転走溝１０４の開口側を樹脂材料からなる樹脂材料部１０２が構成している。

そして、金属材料からなる移動ブロック本体部１０１に形成された負荷ボール転走溝１０３と無負荷ボール転走溝１０４の一部を構成する箇所（溝底側）については、溝の開口部の寸法が、ボール４０の直径よりも大きい寸法で構成されている。一方、樹脂材料からなる樹脂材料部１０２については、金属材料からなる移動ブロック本体部１０１に続いて、負荷ボール転走溝１０３と無負荷ボール転走溝１０４の残りの箇所（開口側）を形成しており、樹脂材料部１０２によって形成される負荷ボール転走溝１０３と無負荷ボール転走溝１０４の溝の開口部の寸法については、ボール４０の直径よりも小さい寸法となるように構成されている。

したがって、本発明の改良例に係る移動ブロック１００では、負荷ボール転走溝１０３と無負荷ボール転走溝１０４が、ボール４０を包み込んで抱きかかえる形状となっているので、たとえ移動ブロック１００を軌道レールから取り外したとしても、ボール４０が移動ブロック１００から脱落することがない。また、本発明の改良例に係る移動ブロック１００において、負荷ボール転走溝１０３と無負荷ボール転走溝１０４の開口部位は、弾性変形量の大きい軟質材料からなる樹脂材料部１０２によって形成されているので、ボール４０を負荷ボール転走溝１０３と無負荷ボール転走溝１０４に対して押し込むことで容易に設置が可能であり、製造が非常に容易であるという利点も有している。

なお、金属材料からなる移動ブロック本体部１０１に対して樹脂材料からなる樹脂材料部１０２を一体的に結合させる手法については、公知のあらゆる技術を採用することができる。例えば、図１３は、本発明の改良例に係る移動ブロックの製造方法を例示する図であるが、図１３に示すように、移動ブロック１００を金型を用いて製造する際に、移動ブロック本体部１０１の内方側に対してスライドピン２０２によって左右方向に移動する可動型２０１を配置し（図１３中の分図（ａ）参照）、この可動型２０１に対してスライドピンを押し込むことで可動型２０１が左右方向に移動して移動ブロック本体部１０１と可動型２０１との間に樹脂材料部１０２を成形するためのキャビティが形成され（図１３中の分図（ｂ）参照）、この状態から樹脂材料をキャビティ内に流し込むことで、本発明の改良例に係る移動ブロック１００が完成する（図１３中の分図（ｃ）参照）。このような可動型２０１を利用することで、樹脂材料部１０２を容易に金型成形することが可能である。

また、金属材料からなる移動ブロック本体部１０１と、樹脂材料からなる樹脂材料部１０２との確実な接合のために、例えば、移動ブロック本体部１０１に対してネジ孔やＴ溝等を設けておき、このネジ孔やＴ溝等に樹脂材料が入り込むことで、両部材の確実な結合を実現することが可能である。ちなみに、ネジ孔についてはタップを用いてネジ孔加工を行えばよく、Ｔ溝についてはＴスロットカッターを用いてＴ溝加工を行えばよい。

さらに、移動ブロック本体部１０１と樹脂材料部１０２との接合手法については、上述した方法の他にも、例えば、ゴム材料を金属材料に焼き付けて接合する方法や、接着剤を用いて接合する方法など、あらゆる方法を採用することができる。

またさらに、本発明では、上述した樹脂材料部１０２を分割し、複数の別部材を組み合わせて樹脂材料部を製作する構成を採用することも可能である。複数の別部材を組み合わせて構成される樹脂材料部については、接着や溶着など、公知のあらゆる接合手段を用いて一体化することができる。このような複数の別部材を組み合わせて構成される樹脂材料部であっても、上述した実施形態と同様の作用効果を発揮することが可能な運動案内装置を実現することができる。

さらにまた、図９〜図１３を用いて説明した改良例に係る移動ブロック１００については、図３を用いて説明したアンダーカット部分を有する方向転換案内溝３５によってボール４０を支える形態を否定するものではない。すなわち、本発明では、無負荷の無負荷ボール転走溝や方向転換案内溝について、アンダーカット部分を形成することでボール４０を保持するようにし、一方、負荷ボール転走溝については、上述した樹脂材料部１０２を設置することでボール４０を支えるようにすることができる。つまり、上述した第一及び第二の実施形態に係るアンダーカット部分と、改良例に係る樹脂材料部１０２については、適宜組み合わせて用いることができ、運動案内装置の使用条件やコスト条件等に応じて最適な組み合わせ形態を採用すれば、他製品に対してさらに優位性のある運動案内装置を提供することが可能となる。

なお、以上の説明では、負荷ボール転走溝１０３と無負荷ボール転走溝１０４について、金属材料からなる移動ブロック本体部１０１と樹脂材料からなる樹脂材料部１０２とが協働して各転走溝を構成していることを説明したが、かかる構成は、図１１において明確に示されるように、本発明に係る方向転換案内溝についても同様の構成を採用することが可能である。

以上の様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１０，８０リニアガイド、２０，８１軌道レール、２１突部、２２，８９ボール転走溝、２３通し孔、３０，８２，９０，１００移動ブロック、３１，９１中央部、３２側壁部、３３，８３，１０３負荷ボール転走溝、３４，８４，１０４無負荷ボール転走溝、３５，８５方向転換案内溝、３６，８６負荷域出入り溝部、３７，８７無負荷域出入り溝部、３８，８８接続溝部、４０ボール、５０負荷ボール転走路、６０無負荷ボール転走路、７０方向転換路、８１ａ凹部、９２組付部材、９３挿入孔、１０１移動ブロック本体部、１０２樹脂材料部、２０１可動型、２０２スライドピン、Ｌ１，Ｌ１´ 接触角線、θ１，θ２接触角、θ３，θ４，θ５，θ６，θ７形成角度、Ｘ仮想曲線。

Claims

長手方向に伸びる転動体転走溝を有する軌道部材と、
前記軌道部材の前記転動体転走溝に対向する負荷転動体転走溝、前記転動体転走溝が伸びる方向と平行に伸びる無負荷転動体転走溝、及び前記負荷転動体転走溝と前記無負荷転動体転走溝とを接続する方向転換案内溝を有する移動部材と、
前記軌道部材の前記転動体転走溝と前記移動部材の前記負荷転動体転走溝との間の負荷転動体転走路、前記軌道部材と前記無負荷転動体転走溝との間の無負荷転動体転走路、及び前記軌道部材と前記方向転換案内溝との間の方向転換路を含む無限循環路に配列される複数の転動体と、
を備える運動案内装置であって、
前記方向転換路は、軌道が変化する複数の変化点を有することを特徴とする運動案内装置。
請求項１に記載の運動案内装置において、
前記方向転換案内溝は、前記軌道部材と対向する前記移動部材の内壁面に形成されることを特徴とする運動案内装置。
請求項１又は２に記載の運動案内装置において、
前記方向転換案内溝は、
前記負荷転動体転走溝側に形成される負荷域出入り溝部と、
前記無負荷転動体転走溝側に形成される無負荷域出入り溝部と、
前記負荷域出入り溝部及び前記無負荷域出入り溝部をつなぐ接続溝部と、
を有し、
前記軌道部材の長手方向と直交する断面で見たとき、前記負荷域出入り溝部の形成角度が、前記負荷転動体転走路にて前記転動体が受ける荷重の荷重方向と直交する角度であることを特徴とする運動案内装置。
請求項３に記載の運動案内装置において、
前記軌道部材の幅方向と直交する断面で見たとき、前記負荷域出入り溝部の延長線と前記移動部材の移動方向を示す直線との交差角度が４５°であることを特徴とする運動案内装置。
請求項１に記載の運動案内装置において、
前記移動部材は、金属材料からなる移動部材本体部と、樹脂材料からなる樹脂材料部とを有して構成されており、
前記負荷転動体転走溝、前記無負荷転動体転走溝、及び前記方向転換案内溝は、前記移動部材本体部と前記樹脂材料部とが協働して各転走溝を構成していることを特徴とする運動案内装置。
請求項５に記載の運動案内装置において、
前記負荷転動体転走溝、前記無負荷転動体転走溝、及び前記方向転換案内溝の溝の開口部の寸法が、前記転動体の直径よりも小さい寸法で構成されていることを特徴とする運動案内装置。