JP2016098916A - 直動案内装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低騒音で作動が円滑な直動案内装置を提供する。【解決手段】方向転換路１５の転動通路側部分１５Ｂの外方側内面は、タング部１８の基端部から突出先端にわたって形成され且つ転動通路１３に対して角度αをなして傾斜する平面２２であり、角度αは２０°以上３０°以下である。転動通路１３の終点を通過した転動体３は、タング部１８の突出先端には接触せず、傾斜する平面２２に接触して掬い上げが開始される掬い上げ開始時の転動体３の中心と戻し通路側部分１５Ａの湾曲面２１の曲率中心Ｏとを結んだ直線と、スライダ本体２Ａの長手方向の端面２４とがなす角度βは、８°以上１７．５°以下である。掬い上げ開始時の転動体３の、転動体３の移動方向に直交する方向への許容移動量Ｍは、転動体３の直径の３％以上８％以下である。【選択図】図３

Description

本発明は直動案内装置に関する。

従来の直動案内装置としては、例えば下記のようなものがある。直線状に延びる断面形状略矩形の案内レールの上に、スライダが案内レールの長手方向に移動可能に組み付けられている。スライダは凹部を有して断面形状略Ｕ字状をなしており、その凹部内に案内レールの上部を収容するようにして案内レールに組み付けられている。案内レールの両側面には、前記長手方向に延びる断面円弧状の凹溝からなる軌道面が形成されており、案内レールの側面に対向するスライダの内側面（凹部の内面）には、案内レールの軌道面に対向する断面円弧状の凹溝からなる軌道面が形成されている。

そして、案内レールの軌道面とスライダの軌道面との間に転動体であるボールが転動するための転動通路が形成されていて、この転動通路は前記長手方向に延びている。この転動通路内には複数のボールが転動自在に装填されていて、これら複数のボールの転動通路内での転動を介して、スライダが案内レールに案内されつつ前記長手方向に移動可能となっている。

また、スライダは、スライダ本体と、スライダ本体の両端部（前記長手方向の両端部であり、スライダの移動方向の両端部とも言える）に着脱可能に取り付けられたエンドキャップと、で構成されており、スライダの軌道面はスライダ本体の内側面に形成されている。さらに、スライダは、スライダ本体の内部に、転動通路と平行をなして前記長手方向に貫通する直線孔からなる戻し通路を備えている。

一方、エンドキャップの裏面（スライダ本体との当接面）には、円弧状に湾曲する方向転換路が形成されている。このエンドキャップをスライダ本体に取り付けると、方向転換路によって転動通路と戻し通路とが連通される。これら戻し通路と両端の方向転換路とで、ボールを転動通路の終点から始点へ搬送して循環させる転動体搬送路が構成され、転動通路と転動体搬送路とで、略環状の循環経路が構成される。

案内レールに組みつけられたスライダが案内レールに沿って前記長手方向に移動すると、転動通路内に装填されているボールは、転動通路内を転動しつつ案内レールに対してスライダと同方向に移動する。そして、ボールが転動通路の終点に達すると、エンドキャップに設けられたタング部によって転動通路から掬い上げられ方向転換路へ送られる。方向転換路に入ったボールはＵターンして戻し通路に導入され、戻し通路を通って反対側の方向転換路に至る。ここで再びＵターンして転動通路の始点に戻り、このような循環経路内の循環を無限に繰り返す。

このような直動案内装置においては、低騒音化と作動の円滑化が求められている。例えば特許文献１には、ボールの移動方向に直交する方向へのボールの許容移動量を規定した直動案内装置が開示されている。すなわち、タング部に接触して掬い上げが開始される掬い上げ開始時のボールの許容移動量を、掬い上げられて方向転換路内に位置するボールの許容移動量よりも小さくすることにより、ボールが円滑に掬い上げられるため、低騒音化と作動の円滑化が達成される。

また、特許文献２には、転動通路の端部に向かって突出するタング部の突出先端と、転動通路の端部との間の距離を規定した直動案内装置が開示されている。すなわち、タング部の突出先端と円弧状に湾曲する方向転換路の曲率中心とを結んだ直線と、スライダ本体の前記長手方向の端面とがなす角度を５°〜２０°とすることにより、低騒音化と作動の円滑化が達成される。

しかしながら、直動案内装置においては、ボールの掬い上げを行うタング部やその近傍部分の形状や寸法を自由に設計することは容易ではなく、タング部及びその近傍部分のうち一箇所の設計変更によって他の箇所も設計変更せざるを得なくなる場合があった。そして、複数の箇所を設計変更した結果、逆に作動の円滑性が悪化するという問題が発生する場合があった。特に、ボールの直径が３．１７５ｍｍ以下であるような小型の直動案内装置では、形状や寸法の設計変更の自由度がより小さく、さらにボールのサイズの選択肢も限定されているため、上記のような問題が発生する場合が多かった。

特許第４３４１６５０号公報 特開２００１−１８２７４５号公報

そこで、本発明は上記のような従来技術が有する問題点を解決し、低騒音で作動が円滑な直動案内装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明の一態様に係る直動案内装置は、案内レールと、スライダと、複数の転動体と、を有し、前記案内レール及び前記スライダは、互いに対向する位置に、前記転動体の転動通路を形成する軌道面をそれぞれ有し、前記両軌道面は前記案内レールの長手方向に延び、前記転動体は前記転動通路に配置され、前記転動通路内での前記転動体の転動を介して、前記スライダが前記案内レールに案内されて前記長手方向に移動可能となっており、前記スライダは、前記スライダの軌道面が形成されたスライダ本体と、前記スライダ本体の前記長手方向の両端部に着脱可能に固定されたエンドキャップと、を備えるとともに、前記スライダの軌道面に略平行な前記転動体の戻し通路を備え、前記エンドキャップに形成され且つ前記転動通路の端部に向かって突出するタング部により、前記転動通路の終点を通過した転動体を掬い上げて、前記エンドキャップに形成され且つ前記転動通路と前記戻し通路とを連通する方向転換路に送り、掬い上げた前記転動体を前記方向転換路と前記戻し通路で前記転動通路の始点へ搬送して循環させるようになっており、前記方向転換路は、前記戻し通路に接続する戻し通路側部分と、前記転動通路に接続する転動通路側部分とを有して全体として略円弧状に湾曲しており、前記方向転換路の内面のうち径方向外方側の面は、前記戻し通路側部分については前記戻し通路と前記転動通路側部分との間で円弧状に湾曲する湾曲面であり、前記転動通路側部分については前記タング部の基端部から突出先端にわたって形成され且つ前記転動通路に対して角度αをなして傾斜する平面であり、角度αは２０°以上３０°以下であり、前記転動通路の終点を通過した転動体は、前記タング部の突出先端には接触せず、前記傾斜する平面に接触して掬い上げられるようになっており、また、前記傾斜する平面に接触して掬い上げが開始される掬い上げ開始時の転動体の中心と前記戻し通路側部分の湾曲面の曲率中心とを結んだ直線と、前記スライダ本体の前記長手方向の端面とがなす角度βは、８°以上１７．５°以下であり、さらに、前記掬い上げ開始時の転動体の、前記転動体の移動方向に直交する方向への許容移動量が、前記転動体の直径の３％以上８％以下である。

また、本発明の他の態様に係る直動案内装置は、案内レールと、スライダと、複数の転動体と、を有し、前記案内レール及び前記スライダは、互いに対向する位置に、前記転動体の転動通路を形成する軌道面をそれぞれ有し、前記両軌道面は前記案内レールの長手方向に延び、前記転動体は前記転動通路に配置され、前記転動通路内での前記転動体の転動を介して、前記スライダが前記案内レールに案内されて前記長手方向に移動可能となっており、前記スライダは、前記スライダの軌道面が形成されたスライダ本体と、前記スライダ本体の前記長手方向の両端部に着脱可能に固定されたエンドキャップと、を備えるとともに、前記スライダの軌道面に略平行な前記転動体の戻し通路を備え、前記エンドキャップに形成され且つ前記転動通路の端部に向かって突出するタング部により、前記転動通路の終点を通過した転動体を掬い上げて、前記エンドキャップに形成され且つ前記転動通路と前記戻し通路とを連通する方向転換路に送り、掬い上げた前記転動体を前記方向転換路と前記戻し通路で前記転動通路の始点へ搬送して循環させるようになっており、前記方向転換路は、前記戻し通路に接続する戻し通路側部分と、前記転動通路に接続する転動通路側部分とを有して全体として略円弧状に湾曲しており、前記方向転換路の内面のうち径方向外方側の面は、前記戻し通路側部分については前記戻し通路と前記転動通路側部分との間で円弧状に湾曲する湾曲面であり、前記転動通路側部分については前記タング部の基端部から突出先端にわたって形成され且つ前記戻し通路側部分の湾曲面に連続し円弧状に湾曲する湾曲面であり、前記転動通路の終点を通過した転動体は、前記タング部の突出先端には接触せず、前記タング部の湾曲面に接触して掬い上げられるようになっており、また、前記タング部の湾曲面に接触して掬い上げが開始される掬い上げ開始時の転動体の中心と前記戻し通路側部分の湾曲面の曲率中心とを結んだ直線と、前記スライダ本体の前記長手方向の端面とがなす角度βは、８°以上１７．５°以下であり、さらに、前記掬い上げ開始時の転動体の、前記転動体の移動方向に直交する方向への許容移動量が、前記転動体の直径の３％以上８％以下である。

本発明の直動案内装置は、低騒音で作動が円滑である。

本発明の第一実施形態に係る直動案内装置の構造を示す側面図である。 図１の直動案内装置を案内レールの長手方向端部側から見た正面図である。ただし、右側半分は、サイドシールを省略して図示した正面図であり、左側半分は、案内レールの長手方向に直交する平面で切断した場合の断面図である。 図１の直動案内装置を案内レールの長手方向に沿う水平面で切断した要部拡大断面図である。 第二実施形態に係る直動案内装置の構造を示す図であり、案内レールの長手方向に沿う水平面で切断した要部拡大断面図である。 第三実施形態に係る直動案内装置の構造を示す図であり、案内レールの長手方向に沿う水平面で切断した要部拡大断面図である。 第四実施形態に係る直動案内装置の構造を示す図であり、案内レールの長手方向に沿う水平面で切断した要部拡大断面図である。 掬い上げ開始時の転動体の許容移動量と動摩擦変動パラメータとの関係を示すグラフである。 角度βと動摩擦変動パラメータとの関係を示すグラフである。 掬い上げ開始時の転動体の許容移動量と動摩擦変動パラメータとの関係を示すグラフである。 角度βと動摩擦変動パラメータとの関係を示すグラフである。 実施例の直動案内装置のスライダを移動させた際に生じる動摩擦力を測定したチャートである。 比較例１の直動案内装置のスライダを移動させた際に生じる動摩擦力を測定したチャートである。 比較例２の直動案内装置のスライダを移動させた際に生じる動摩擦力を測定したチャートである。

本発明に係る直動案内装置の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、これ以降の説明で参照する各図においては、同一又は相当する部分には同一の符号を付してある。また、これ以降の説明において「断面」と記した場合は、特に断りがない限り、案内レールの長手方向に直交する平面で切断した場合の断面を意味する。さらに、これ以降の説明における「上」，「下」，「左」，「右」等の方向を示す用語は、特に断りがない限り、説明の便宜上、図２におけるそれぞれの方向を意味するものである。

〔第一実施形態〕
図１、２に示すように、直線状に延びる断面形状略矩形の案内レール１の上に、断面形状略Ｕ字状のスライダ２が、案内レール１の長手方向（以下、「長手方向」と記した場合には、特に断りがない限り、案内レール１の長手方向を意味する）に移動可能に組み付けられている。案内レール１の幅方向（以下、「幅方向」と記した場合には、特に断りがない限り、案内レール１の幅方向を意味する）の左右両側面１ａ，１ａの上下方向略中央部には、長手方向に延びる断面ほぼ半円形の凹溝からなる軌道面１０，１０が形成されている。
そして、軌道面１０，１０の溝底部には、保持器４の一部を収容して保持器４と案内レール１との干渉を防ぐ保持器用逃げ溝１０ａ（ワイヤー溝）が、スライダ２の移動領域の両端間（例えば、案内レール１の長手方向の両端間）にわたって長手方向に沿って形成されている。保持器用逃げ溝１０ａの断面形状は、例えば略三角形状、略矩形状である。

また、スライダ２は、案内レール１の上面１ｂに対向する平板状の胴部７と、胴部７の左右両側部からそれぞれ下方に延び側面１ａに対向する２つの脚部６，６とからなり、胴部７と脚部６，６とのなす角度は略直角であるため、スライダ２の断面形状は略Ｕ字状をなしている。そして、スライダ２は、両脚部６，６の間に案内レール１を挟むようにして、案内レール１に移動可能に取り付けられている。

このようなスライダ２は、スライダ本体２Ａと、スライダ本体２Ａの両端部（長手方向の両端部であり、スライダ２の移動方向の両端部とも言える）に着脱可能に取り付けられたエンドキャップ２Ｂ，２Ｂと、を備えている。さらに、スライダ２の両端部（各エンドキャップ２Ｂの長手方向の外端面）には、案内レール１の外面（上面１ｂ及び側面１ａ，１ａ）に摺接して案内レール１とスライダ２との間の隙間の開口のうち長手方向の端面側に面する部分を密封するサイドシール５，５が装着されており、スライダ２の下部には、案内レール１とスライダ２との間の隙間の開口のうちスライダ２の下面側に面する部分を密封するアンダーシール（図示せず）が装着されている。これらサイドシール５，５及びアンダーシールにより、外部から前記隙間への異物の侵入や、前記隙間から外部への潤滑剤の漏出が防止されている。

さらに、スライダ本体２Ａの左右両脚部６，６の内側面の上下方向略中央部には、案内レール１の軌道面１０，１０に対向する断面ほぼ半円形の凹溝からなる軌道面１１，１１が形成されている。そして、案内レール１の軌道面１０，１０とスライダ２の軌道面１１，１１との間に、断面ほぼ円形の転動通路１３，１３がそれぞれ形成されていて、これらの転動通路１３，１３は長手方向に延びている（図２、３を参照）。

これらの転動通路１３内には複数の転動体３（ボール）が転動自在に装填されていて、転動通路１３内でのこれらの転動体３の転動を介して、スライダ２が案内レール１に案内されて長手方向に移動可能となっている。保持器４は例えばワイヤーで形成されており、例えば案内レール１に組み付ける前など、案内レール１に組み付けられていない状態のスライダ２からの転動体３の脱落を防止するために、転動体３を保持する。

なお、転動体３の種類はボールに限定されるものではなく、ころであってもよい。また、案内レール１及びスライダ２が備える軌道面１０，１１の数は片側一列に限らず、例えば片側二列以上であってもよい。また、軌道面１０，１１の断面形状は、前述したように単一の円弧からなる円弧状でもよいが、曲率中心の異なる２つの円弧を組合せてなる略Ｖ字状（ゴシックアーク形状溝）でもよい。

さらに、スライダ２は、スライダ本体２Ａの左右両脚部６，６に、転動通路１３，１３と平行をなして長手方向に貫通する断面形状略円形の貫通孔からなる戻し通路１４，１４を備えている（図２、３を参照）。
一方、エンドキャップ２Ｂは、例えば樹脂材料の成形品からなり、断面形状が略Ｕ字状に形成されている。また、エンドキャップ２Ｂの裏面（スライダ本体２Ａとの当接面）の左右両側には、断面形状円形で略円弧状に湾曲する方向転換路１５が形成されている（図３を参照）。このエンドキャップ２Ｂをねじ等の締結部材でスライダ本体２Ａに取り付けると、方向転換路１５によって転動通路１３と戻し通路１４とが連通される。なお、方向転換路１５の断面形状は、方向転換路１５の連続方向に直交する平面で切断した場合の断面形状である。

これら戻し通路１４と両端の方向転換路１５，１５とで、転動体３を転動通路１３の終点から始点に搬送して循環させる転動体搬送路１６が構成され（転動体搬送路１６は転動通路１３と同数設けられている）、転動通路１３と転動体搬送路１６とで、略環状の循環経路が構成される。そして、この略環状の循環経路は、案内レール１を挟んで左右両側に形成される。

案内レール１に組みつけられたスライダ２が案内レール１に沿って長手方向に移動すると、転動通路１３内に装填されている転動体３は、転動通路１３内を転動しつつ案内レール１に対してスライダ２と同方向に移動する。そして、転動体３が転動通路１３の終点を通過すると、エンドキャップ２Ｂに設けられたタング部１８によって、転動通路１３から掬い上げられ方向転換路１５へ送られる。方向転換路１５に入った転動体３はＵターンして戻し通路１４に導入され、戻し通路１４を通って反対側の方向転換路１５に至る。ここで再びＵターンして転動通路１３の始点に戻り、このような循環経路内の循環を無限に繰り返す。

次に、エンドキャップ２Ｂに設けられた方向転換路１５及びタング部１８について、図３を参照しながらさらに詳細に説明する。
方向転換路１５は、戻し通路１４に接続する戻し通路側部分１５Ａと、転動通路１３に接続する転動通路側部分１５Ｂとを有して全体として略円弧状に湾曲している。タング部１８は、エンドキャップ２Ｂの転動通路１３の端部に対向する部分に形成されていて、転動通路１３の長手方向の端部に向かって突出している。

また、方向転換路１５の内面のうち径方向外方側の面（以下「外方側内面」と記す）の形状は、戻し通路側部分１５Ａと転動通路側部分１５Ｂとで異なっている。すなわち、戻し通路側部分１５Ａの外方側内面は、戻し通路１４と転動通路側部分１５Ｂとの間で円弧状に湾曲する湾曲面２１であり、転動通路側部分１５Ｂの外方側内面は、タング部１８の基端部から突出先端にわたって形成され且つ転動通路１３に対して角度αをなして傾斜する平面２２である。この角度αは２０°以上３０°以下とされている。図３は、一点鎖線で示す方向転換路１５の中心線を含む平面で切断した断面図であるが、この図３では、戻し通路側部分１５Ａの外方側内面は円弧状に、転動通路側部分１５Ｂの外方側内面は直線状に図示されている。

さらに、転動体３がタング部１８の突出先端に接触しないようにタング部１８が形成されているので、これにより、転動通路１３の終点を通過した転動体３は、タング部１８の突出先端には接触せず、傾斜する平面２２に接触して掬い上げられる。そして、タング部１８によって転動通路１３から掬い上げられた転動体３は、方向転換路１５の転動通路側部分１５Ｂに送られ、平面２２に沿って転動通路側部分１５Ｂ内を移動して戻し通路側部分１５Ａに至り、続いて湾曲面２１に沿って戻し通路側部分１５Ａ内を移動して戻し通路１４へ送られる。

転動体３がタング部１８の突出先端に接触しないので、第一実施形態の直動案内装置は、低騒音であるとともに作動の円滑性と耐久性が優れている。転動体３がタング部１８の突出先端に接触しないようにする方法は特に限定されるものではないが、例えば、タング部１８の突出先端と案内レール１の軌道面１０との間の幅方向距離を、角度αや転動体３の直径に応じて、転動体３がタング部１８の突出先端に接触しないように設定する方法や、案内レール１に長手方向に沿う溝を設けて、この溝内にタング部１８の突出先端が収容されるようにタング部１８を形成する方法があげられる。

また、スライダ本体２Ａの長手方向の端面２４上に位置する湾曲面２１の曲率中心Ｏは、戻し通路１４と転動通路１３との幅方向中間位置に位置している。すなわち、図３に示すように、一点鎖線で示す戻し通路１４の中心線と転動通路１３の中心線との幅方向中間位置に、湾曲面２１の曲率中心Ｏが位置している。そして、傾斜する平面２２に接触して掬い上げが開始される掬い上げ開始時の転動体３の中心と戻し通路側部分１５Ａの湾曲面２１の曲率中心Ｏとを結んだ直線と、スライダ本体２Ａの長手方向の端面２４とがなす角度βは、８°以上１７．５°以下とされている。

さらに、掬い上げ開始時の転動体３の、転動体３の移動方向に直交する方向への許容移動量Ｍは、転動体３の直径の３％以上８％以下とされている（図３を参照）。
このような構成により、転動体３に荷重が作用する転動通路１３から転動体３に荷重が作用しない方向転換路１５へ、転動体３が円滑に掬いあげられるので、第一実施形態の直動案内装置は、低騒音であるとともに作動の円滑性と耐久性が優れている。

すなわち、転動体３を掬い上げる際に転動体３がタング部１８の突出先端に衝突することがなく、転動体３がタング部１８の傾斜した平面２２に衝突して緩やかな角度で確実に掬い上げられる。そのため、転動体３を転動通路１３から円滑に掬い上げることができ、なおかつ転動体３の衝突による衝撃も緩和されるため、転動体３がタング部１８の突出先端に衝突する場合よりも、タング部１８の耐久性がより一層確保されるとともに、直動案内装置の作動が円滑となり、騒音発生も低減する。

また、従来の直動案内装置においては、タング部やその近傍部分の形状や寸法を自由に設計することは容易ではなく、タング部及びその近傍部分のうち一箇所の設計変更によって他の箇所も設計変更せざるを得なくなる場合があり、複数の箇所を設計変更した結果、逆に作動の円滑性が悪化するという問題が発生する場合があったが、第一実施形態の直動案内装置は、角度α、角度β、及び許容移動量Ｍが上記の条件を満足する範囲内であれば、タング部１８やその近傍部分の形状や寸法を自由に設計することができる。

特に、転動体の直径が３．１７５ｍｍ以下であるような小型の直動案内装置では、形状や寸法の設計変更の自由度がより小さく、さらに転動体のサイズの選択肢も限定されているため、上記のような問題が発生する場合が多かったが、第一実施形態の直動案内装置は、転動体３の直径が３．１７５ｍｍ以下であっても、角度α、角度β、及び許容移動量Ｍが上記の条件を満足する範囲内であれば、タング部１８やその近傍部分の形状や寸法を自由に設計することができる。
現状では、直動案内装置に使用される転動体の最小の直径は約１ｍｍであることから、第一実施形態の直動案内装置は、転動体３の直径が１ｍｍ以上３．１７５ｍｍ以下である小型の直動案内装置に特に好適であると言える。

角度αが２０°未満であると、戻し通路側部分１５Ａの湾曲面２１と傾斜した平面２２との接続部分に急激に屈曲する屈曲部が形成されるので、転動体３が戻し通路側部分１５Ａの湾曲面２１に衝突するおそれがある。そうすると、騒音が大きくなるおそれがあるとともに、作動の円滑性と耐久性が低下するおそれがある。一方、角度αが３０°超過であると、傾斜した平面２２に転動体３が衝突した際の騒音が大きくなるおそれがある。また、作動の円滑性と耐久性が低下するおそれがある。
また、角度βが８°未満であると、耐久性が低下するおそれがある。一方、角度βが１７．５°超過であると、作動の円滑性が低下するおそれがある。

さらに、許容移動量Ｍが転動体３の直径の３％未満であると、転動体３の詰まりが発生するおそれがある。一方、許容移動量Ｍが転動体３の直径の８％超過であると、転動体３の移動時に蛇行が生じやすくなるので、タング部１８によって円滑に掬い上げられずに作動の円滑性が低下するおそれがある。よって、タング部１８の突出先端を転動通路１３の長手方向の端部に近づけて、許容移動量Ｍを小さくする必要がある。
このような第一実施形態の直動案内装置は、工作機械、搬送装置、生産設備等の搬送機構に適用可能である。

〔第二実施形態〕
本発明の第二実施形態に係る直動案内装置を、図４を参照しながら説明する。ただし、第二実施形態の直動案内装置の構成及び作用効果は、第一実施形態とほぼ同様であるので、異なる部分のみ説明し、同様の部分の説明は省略する。
第一実施形態においては、転動通路側部分１５Ｂの外方側内面は、転動通路１３に対して角度αをなして傾斜する平面２２であったが、第二実施形態においては、円弧状に湾曲する湾曲面２３となっている。この湾曲面２３は、タング部１８の基端部から突出先端にわたって形成され且つ戻し通路側部分１５Ａの湾曲面２１に連続して形成されている。

転動通路側部分１５Ｂの湾曲面２３の曲率半径は、図４に示すように戻し通路側部分１５Ａの湾曲面２１の曲率半径と同一でもよいが、異なっていてもよい。また、転動通路側部分１５Ｂの湾曲面２３の曲率中心は、図４に示すように戻し通路側部分１５Ａの湾曲面２１の曲率中心Ｏと同一でもよいが、異なっていてもよい。両曲率中心が異なる場合には、両曲率中心ともにスライダ本体２Ａの長手方向の端面２４上に位置するようにしてもよい。

〔第三実施形態〕
本発明の第三実施形態に係る直動案内装置を、図５を参照しながら説明する。ただし、第三実施形態の直動案内装置の構成及び作用効果は、第一実施形態とほぼ同様であるので、異なる部分のみ説明し、同様の部分の説明は省略する。
第一実施形態においては、戻し通路側部分１５Ａの湾曲面２１の曲率中心Ｏは、戻し通路１４と転動通路１３との幅方向中間位置Ｐに位置していたが、第三実施形態においては、戻し通路側部分１５Ａの湾曲面２１の曲率中心Ｏは、スライダ本体２Ａの長手方向の端面２４上であり、且つ、戻し通路１４と転動通路１３との幅方向中間位置Ｐよりも転動通路１３に近い側に位置している。戻し通路側部分１５Ａの湾曲面２１の曲率中心Ｏと、戻し通路１４と転動通路１３との幅方向中間位置Ｐとの間の距離は、Ｌである。これにより、タング部１８の突出先端を転動通路１３の長手方向の端部に近づけることができる。
なお、戻し通路側部分１５Ａの湾曲面２１の曲率半径を、戻し通路側部分１５Ａの湾曲面２１の曲率中心Ｏが戻し通路１４と転動通路１３との幅方向中間位置Ｐに位置する場合の戻し通路側部分１５Ａの湾曲面２１の曲率半径と同じ値としてもよいし、異なる値としてもよい。

〔第四実施形態〕
本発明の第四実施形態に係る直動案内装置を、図６を参照しながら説明する。ただし、第四実施形態の直動案内装置の構成及び作用効果は、第一実施形態とほぼ同様であるので、異なる部分のみ説明し、同様の部分の説明は省略する。
第一実施形態においては、タング部１８の突出先端は、案内レール１の軌道面１０に対して幅方向距離をあけた位置に配されていたが、第四実施形態においては、タング部１８の突出先端を転動通路１３の長手方向の端部に近づけるために、案内レール１に長手方向に沿う溝が設けられ、この溝内にタング部１８の突出先端が収容されるようにタング部１８が形成されている。この溝として、保持器用逃げ溝１０ａを用いることができる。
直動案内装置が保持器４を備えておらず案内レール１の側面１ａに保持器用逃げ溝１０ａが形成されていない場合には、タング部１８と案内レール１が干渉しないように、タング部１８を収容する溝を案内レール１の側面１ａに設けるとよい。

〔実施例〕
第一実施形態の直動案内装置において角度α、角度β、及び許容移動量を種々変更したもの、及び、第二実施形態の直動案内装置において、角度β及び許容移動量を種々変更したものを用意して、その作動の円滑性を評価した。結果を図７，８のグラフに示す。なお、両グラフの凡例に示した「×：Ｒ」とは、転動通路側部分の外方側内面が円弧状に湾曲する湾曲面（第二実施形態の直動案内装置）となっていることを示す。
また、両グラフの縦軸の動摩擦変動パラメータとは、直動案内装置の作動の円滑性の指標となる数値であり、直動案内装置を駆動した際に生じる動摩擦力の変動の大きさ（平均値）と、変動の発生頻度（転動体の通過回数との比）とを乗じて算出されるものである。動摩擦変動パラメータが小さいほど、直動案内装置の作動の円滑性が優れていることを示す。

図７，８のグラフから、角度αが２０°以上３０°以下である場合、及び、転動通路側部分の外方側内面が円弧状に湾曲する湾曲面となっている場合は、作動の円滑性が優れていることが分かる。なお、両グラフには示されていないが、角度αが３０°超過であると、タング部への転動体の衝突によって作動の円滑性や耐久性に悪影響が出た。
次に、図７，８のグラフのうち、角度αが２０°以上３０°以下である場合、及び、転動通路側部分の外方側内面が円弧状に湾曲する湾曲面となっている場合のみをプロットしたグラフを、図９，１０に示す。なお、図９のグラフにおいては、角度βの数値を四角で囲い各プロットに対応させる形で表示してある。また、図１０のグラフにおいては、許容移動量の数値を、四角で囲い各プロットに対応させる形で表示してある。

図９，１０のグラフから、角度βは１７．５°以下、許容移動量は転動体の直径の８％以下であれば、作動の円滑性が良好であることが分かる。ただし、角度βが小さ過ぎると耐久性が低下するおそれがあるので、角度βは８°以上とする必要がある。また、許容移動量が小さすぎると転動体の詰まりが発生するおそれがあるので、許容移動量は転動体の直径の３％以上とする必要がある。

次に、図９，１０のグラフの元となった、直動案内装置を駆動した際に生じる動摩擦力のデータを、図１１，１２，１３に示す。図１１に示す動摩擦力のデータは、角度α、角度β、及び許容移動量の全てが本発明の条件を満たす実施例の直動案内装置についてのデータである。また、図１２に示す動摩擦力のデータは、角度αのみが本発明の条件を満たし、角度β及び許容移動量は本発明の条件を満たさない比較例１の直動案内装置についてのデータである。さらに、図１３に示す動摩擦力のデータは、角度α、角度β、及び許容移動量の全てが本発明の条件を満たさない比較例２の直動案内装置についてのデータである。
図１１のグラフは、図１２，１３のグラフに比べて、直動案内装置を駆動した際に生じる動摩擦力の変動が小さい。これらのグラフから、実施例の直動案内装置は、比較例１，２の直動案内装置に比べて、作動の円滑性が優れていることが分かる。

１ 案内レール
２ スライダ
２Ａ スライダ本体
２Ｂ エンドキャップ
３ 転動体
１０ 軌道面
１１ 軌道面
１３ 転動通路
１４ 戻し通路
１５ 方向転換路
１５Ａ 戻し通路側部分
１５Ｂ 転動通路側部分
１８ タング部
２１ 湾曲面
２２ 平面
２３ 湾曲面
２４ スライダ本体の端面
Ｍ 許容移動量
Ｏ 曲率中心

Claims (2)

1. 案内レールと、スライダと、複数の転動体と、を有し、
   前記案内レール及び前記スライダは、互いに対向する位置に、前記転動体の転動通路を形成する軌道面をそれぞれ有し、
   前記両軌道面は前記案内レールの長手方向に延び、
   前記転動体は前記転動通路に配置され、
   前記転動通路内での前記転動体の転動を介して、前記スライダが前記案内レールに案内されて前記長手方向に移動可能となっており、
   前記スライダは、前記スライダの軌道面が形成されたスライダ本体と、前記スライダ本体の前記長手方向の両端部に着脱可能に固定されたエンドキャップと、を備えるとともに、前記スライダの軌道面に略平行な前記転動体の戻し通路を備え、
   前記エンドキャップに形成され且つ前記転動通路の端部に向かって突出するタング部により、前記転動通路の終点を通過した転動体を掬い上げて、前記エンドキャップに形成され且つ前記転動通路と前記戻し通路とを連通する方向転換路に送り、掬い上げた前記転動体を前記方向転換路と前記戻し通路で前記転動通路の始点へ搬送して循環させるようになっており、
   前記方向転換路は、前記戻し通路に接続する戻し通路側部分と、前記転動通路に接続する転動通路側部分とを有して全体として略円弧状に湾曲しており、
   前記方向転換路の内面のうち径方向外方側の面は、前記戻し通路側部分については前記戻し通路と前記転動通路側部分との間で円弧状に湾曲する湾曲面であり、前記転動通路側部分については前記タング部の基端部から突出先端にわたって形成され且つ前記転動通路に対して角度αをなして傾斜する平面であり、角度αは２０°以上３０°以下であり、
   前記転動通路の終点を通過した転動体は、前記タング部の突出先端には接触せず、前記傾斜する平面に接触して掬い上げられるようになっており、
   また、前記傾斜する平面に接触して掬い上げが開始される掬い上げ開始時の転動体の中心と前記戻し通路側部分の湾曲面の曲率中心とを結んだ直線と、前記スライダ本体の前記長手方向の端面とがなす角度βは、８°以上１７．５°以下であり、
   さらに、前記掬い上げ開始時の転動体の、前記転動体の移動方向に直交する方向への許容移動量が、前記転動体の直径の３％以上８％以下である直動案内装置。
2. 案内レールと、スライダと、複数の転動体と、を有し、
   前記案内レール及び前記スライダは、互いに対向する位置に、前記転動体の転動通路を形成する軌道面をそれぞれ有し、
   前記両軌道面は前記案内レールの長手方向に延び、
   前記転動体は前記転動通路に配置され、
   前記転動通路内での前記転動体の転動を介して、前記スライダが前記案内レールに案内されて前記長手方向に移動可能となっており、
   前記スライダは、前記スライダの軌道面が形成されたスライダ本体と、前記スライダ本体の前記長手方向の両端部に着脱可能に固定されたエンドキャップと、を備えるとともに、前記スライダの軌道面に略平行な前記転動体の戻し通路を備え、
   前記エンドキャップに形成され且つ前記転動通路の端部に向かって突出するタング部により、前記転動通路の終点を通過した転動体を掬い上げて、前記エンドキャップに形成され且つ前記転動通路と前記戻し通路とを連通する方向転換路に送り、掬い上げた前記転動体を前記方向転換路と前記戻し通路で前記転動通路の始点へ搬送して循環させるようになっており、
   前記方向転換路は、前記戻し通路に接続する戻し通路側部分と、前記転動通路に接続する転動通路側部分とを有して全体として略円弧状に湾曲しており、
   前記方向転換路の内面のうち径方向外方側の面は、前記戻し通路側部分については前記戻し通路と前記転動通路側部分との間で円弧状に湾曲する湾曲面であり、前記転動通路側部分については前記タング部の基端部から突出先端にわたって形成され且つ前記戻し通路側部分の湾曲面に連続し円弧状に湾曲する湾曲面であり、
   前記転動通路の終点を通過した転動体は、前記タング部の突出先端には接触せず、前記タング部の湾曲面に接触して掬い上げられるようになっており、
   また、前記タング部の湾曲面に接触して掬い上げが開始される掬い上げ開始時の転動体の中心と前記戻し通路側部分の湾曲面の曲率中心とを結んだ直線と、前記スライダ本体の前記長手方向の端面とがなす角度βは、８°以上１７．５°以下であり、
   さらに、前記掬い上げ開始時の転動体の、前記転動体の移動方向に直交する方向への許容移動量が、前記転動体の直径の３％以上８％以下である直動案内装置。

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