JP2016114200A - 転がり案内装置 - Google Patents

Abstract

【課題】軌道レールの軌道に沿って複数の機能を備えつつ各機能の変換作業が容易な転がり案内装置の提供。【解決手段】軸方向に沿って少なくとも二条の転走面が形成された軌道レール１と、転走面上を転動する転動体の無限循環路を複数構成する移動ブロック２とを備え、軌道レール１は、隣接する第一負荷領域１Ｂ及び第二負荷領域１Ａを有している。第一負荷領域１Ｂの各側面には、前記転動体が荷重を負荷しながら転動すると共に前記転走面の一部をなす負荷転動部と、前記転動体が荷重を負荷せずに転動すると共に前記転走面の一部をなす無負荷転動部と、が形成され、第二負荷領域１Ａの各側面には、前記第一負荷領域の負荷転動部と連続して前記転走面を形成すると共に前記転動体が荷重を負荷せずに転動する無負荷転動部と、前記第一負荷領域の無負荷転動部と連続して前記転走面を形成すると共に前記転動体が荷重を負荷しながら転動する負荷転動部とが形成される。【選択図】図１

Description

本発明は、工作機械のワークテーブルや各種搬送装置の直線案内部あるいは曲線案内部において、テーブル等の可動体を往復動自在に案内する転がり案内装置に関する。

この種の転がり案内装置は、長手方向に沿って転動体の転走面が形成された軌道部材と、前記転走面を転走する多数の転動体を介して軌道部材に組み付けられると共に当該軌道部材に沿って往復動自在な移動部材と、を備える。前記移動部材は転動体の無限循環路を備え、この無限循環路内を転動体が循環することで移動部材は前記軌道部材に沿ってストロークを制限されることなく移動することが可能となっている。

この転がり案内装置は可動体を往復動自在に案内する案内部に多用されるため、高い剛性が要求され、特に可動体の荷重を適切に負荷できることが要求される。この要求を満たすため、前記転がり案内装置では、軌道レールの転走面とこの転走面に対向する移動ブロックの負荷転走面との間に配置される転動体がこれら転走面及び負荷転走面に対して一定の圧力で接触するようになっている。

一方前述の如く、転がり案内装置を可動体の案内部に適用する場合、一つの軌道レールに沿った移動ブロックの軌道上で、例えば可動体の搬送のみを行う領域と可動体に対して加工作業のみを行う領域とが混在する場合がある。かかる場合、可動体の搬送のみを行う領域に関しては可動体をなるべく早く搬送することが要求される一方、可動体に対して加工作業のみを行う領域では、この可動体が固定される移動ブロックができるだけ変位しないことが要求される。すなわち、単一の軌道レールに沿って転がり案内装置に複数の機能を具備させることが要求される場合がある。

しかし、前記構成からなる従来の転がり案内装置では、移動ブロックの位置に関係なく、転動体が前記転走面及び負荷転走面に対して一定の圧力で接触するようになっている。このため、例えば可動体に対して加工作業のみを行う領域に関しては前記要求を満たす一方、可動体の搬送のみを行う領域については移動ブロックに作用する転がり抵抗が大きくなり、移動ブロックの円滑な移動が実現できない等すべての要求を満たすことができないとの課題があった。この場合には転がり案内装置の駆動手段となるモータ等を大型化せざるを得ないとの課題があり、従来の転がり案内装置の構成では軌道レールの軌道上に沿って複数の機能を具備させることが困難となっていた。このような課題を考慮したものとしては、移動ブロックの移動領域毎に軌道レールに対するボールの接触圧を調整することが可能なものが知られている（特許文献１参照）。

また、特許文献１に示されるような従来の転がり案内装置において、その使用環境によっては移動ブロックが直線状に移動するだけでなく、単一の軌道レール上にて直線状に移動してきた移動ブロックがそのまま曲線状に移動できるようにすることが要求されることもある。

特開２００７−２９８１２０号公報

本発明は上記要求に応じて鑑みなされたものであり、その目的とするところは、前記軌道レールの軌道に沿って複数の機能を備えつつも、各機能の変換作業が容易な転がり案内装置を提供することにある。

すなわち、本発明は、軸方向に沿って少なくとも二条の転動体転走面が形成された軌道レールと、前記転動体転走面上を転動する転動体が循環する無限循環路を複数構成する移動ブロックと、を備え、前記軌道レールは、隣接する第一負荷領域及び第二負荷領域を有する。

そして、前記第一負荷領域の各側面には、前記転動体が荷重を負荷しながら転動すると共に前記転動体転走面の一部をなす負荷転動部と、前記転動体が荷重を負荷せずに転動すると共に前記転動体転走面の一部をなす無負荷転動部と、が形成される。また、前記第二負荷領域の各側面には、前記第一負荷領域の負荷転動部と連続して前記転動体転走面を形成すると共に前記転動体が荷重を負荷せずに転動する無負荷転動部と、前記第一負荷領域の無負荷転動部と連続して前記転動体転走面を形成すると共に前記転動体が荷重を負荷しながら転動する負荷転動部と、が形成される。

本発明では、前記第一負荷領域の負荷転動部と第二負荷領域の無負荷転動部が連続する一方、前記第一負荷領域の無負荷転動部と第二負荷領域の負荷転動部が連続している。このため、例えば第一負荷領域における負荷転動部同士の距離と、第二負荷領域における負荷転動部同士の距離を異ならせることにより、前記第一負荷領域にあっては移動ブロックの姿勢維持に特化した機能を、第二負荷領域にあっては移動ブロックの円滑な移動に特化した機能を転がり案内装置に具備させることができる。その一方で、前記第一負荷領域と第二負荷領域の形状を互いに異ならせることにより、前記移動ブロックを曲線状に又は直線状に移動させることが可能となる。つまり、本発明によれば、前記軌道レールに対する工夫により転がり案内装置に対して二以上の機能を具備させることができ、更には移動ブロックが軌道レール上を移動するだけで転がり案内装置の機能を変換することができ、従来の転がり案内装置に比べ、その変換作業が容易となっている。

本発明が適用される転がり案内装置の第一実施形態を示す斜視図である。 前記第二負荷領域における転がり案内装置の正面断面図である。 前記第一負荷領域における転がり案内装置の正面断面図である。 前記第一負荷領域と前記第二負荷領域との遷移領域を示す拡大図である。 図１に示す移動ブロックの内側面を示す正面図である。 前記第二負荷領域における転動体の循環方向を示す模式図である。 前記遷移領域における転動体の循環方向を示す模式図である。 図１に示す転がり案内装置の変形例を示す模式図である。 本発明を適用可能な転がり案内装置の第二実施形態を示す模式図である。 図９に示す転がり案内装置の第一負荷領域における正面断面図である。 図９に示す転がり案内装置の第二負荷領域における正面断面図である。

図１乃至図３は本発明を適用した転がり案内装置の実施形態の一例を示すものである。この転がり案内装置は、軌道レール１と、多数のボール３を介して前記軌道レール１に組み付けられると共に前記ボール３の無限循環路を構成する移動ブロック２と、を備える。前記ボール３が無限循環路内を循環することで、前記移動ブロック２が当該軌道レール１に沿って移動することが可能となっている。

前記軌道レール１は、直線状に形成された直線案内部１Ａと、この直線案内部１Ａと連続すると共に一定の曲率で形成された曲線案内部１Ｂと、を有する。この直線案内部１Ａは本発明の第二負荷領域に、曲線案内部１Ｂは第一負荷領域に相当する。図２は前記直線案内部１Ａにおける転がり案内装置の正面断面、図３は前記曲線案内部１Ｂにおける転がり案内装置の正面断面である。前記直線案内部１Ａ及び曲線案内部１Ｂは断面略矩形状に形成されている。これら直線案内部１Ａ及び曲線案内部１Ｂの各側面には前記ボール３が転動する転動体転走面１１，１２，１３，１４が二条ずつ形成され、軌道レール１全体で四条の転動体転走面が形成されている。前記移動ブロック２と対向する面を軌道レール１の上面とした場合、前記直線案内部１Ａの上側に形成された転走面１１及び下側に形成された転走面１２は直線状に形成される一方、前記曲線案内部１Ｂの上側に形成された転走面１３及び下側に形成された転走面１４は一定の曲率で曲線状に形成されている。図１に示すように、前記直線案内部１Ａの上側転走面１１は曲線案内部１Ｂの上側転走面１３と、直線案内部１Ａの下側転走面１２は曲線案内部１Ｂの下側転走面１４と連続している。

また、前記下側転走面１２は、直線案内部１Ａの軸方向に垂直な断面がゴシックアーチ状に形成されている。従って、ボール３はこの下側転走面１２に対して二点で接触し、荷重を負荷しながら転動する。その一方で、前記上側転走面１１は直線案内部１Ａの軸方向に垂直な断面が略半楕円状に形成されている。また、この上側転走面１１の軌道レール１の軸方向と垂直な方向の幅Ｌ１は下側転走面１２の幅Ｌ２よりも大きく設定され、更に上側転走面１１の溝深さは下側転走面１２の溝深さよりも大きく設定されている。その結果、一方の上側転走面１１から他方の上側転走面１１までの距離は、一方の下側転走面１２から他方の下側転走面１２の距離よりも小さく設定されている。

一方、前記曲線案内部１Ｂの上側転走面１３は直線案内部１Ａの下側転走面１２と同様、断面がゴシックアーチ状に形成され、ボール３は上側転走面１３に対して二点で接触している。その一方で、前記下側転走面１４は直線案内部１Ａの上側転走面１１と同様、その断面が略半楕円状に形成されている。また、この下側転走面１４の幅Ｍ２は上側転走面１３の幅Ｍ１よりも大きく設定され、更に下側転走面１４の溝深さは上側転走面１３の溝深さよりも大きく設定されている。その結果、一方の下側転走面１４から他方の下側転走面１４までの距離は、一方の上側転走面１３から他方の上側転走面１３の距離よりも小さく設定されている。

図４は、前記直線案内部１Ａと曲線案内部１Ｂを連結する遷移領域を示すものである。この遷移領域Ｎには、前記直線案内部１Ａの下側転走面１２と前記曲線案内部１Ｂの下側転走面１４を連結する直線誘導面１５が形成されている。この直線誘導面１５は前記直線案内部１Ａの両側面に形成され、各直線誘導面１５は前記下側転走面１２と同一線上に形成されている。各直線誘導面１５の幅は前記下側転走面１２から下側転走面１４に向けて徐々に増大しており、且つ、一方の直線誘導面１５から他方の直線誘導面１５までの距離が前記下側転走面１２から下側転走面１４に向けて徐々に小さくなるようになっている。

一方、前記直線案内部１Ａの上側転走面１１と曲線案内部１Ｂの上側転走面１３との間には曲線誘導面１６が形成されている。この曲線誘導面１６は前記曲線案内部１Ｂの両側面に形成され、各曲線誘導面１６は前記曲線案内部１Ｂの上側転走面１３と同一の曲率で湾曲している。各曲線誘導面１６は前記直線誘導面１５と同様その幅が均一ではなく、前記上側転走面１３から上側転走面１１に向けて徐々に増大している。また、一方の曲線誘導面１６から他方の曲線誘導面１６までの距離は、前記上側転走面１３から直線案内部１Ａの上側転走面１１に向けて徐々に小さくなるようになっている。

次に、前記移動ブロック２について前出の図面と図５を用いて説明する。図５は図２のＶ−Ｖ線断面図である。この移動ブロック２は、前記軌道レール１の一部を収容する案内溝を有する本体部材４と、この本体部材４の移動方向の前後に装着される四つの蓋体５と、前記本体部材４に装着されて前記ボール３の無限循環路を形成する転換路形成部材６と、を備える。

前記本体部材４は、機械装置などの取付け面４３が形成された水平部４１、及びこの水平部４１と直交する一対の脚部４２を備え、軌道レール１に対してこれに跨がるようにして配置されている。各脚部４２には固定穴４２ａが貫通して形成され、この固定穴４２ａには前記転換路形成部材６が挿入される。また、各脚部４２の内側面には前記ボール３が収容される曲線転走部４４ａ及び直線転走部４４ｂが形成されている。これら曲線転走部４４ａ及び直線転走部４４ｂは軌道レール１の軸方向に垂直な断面がゴシックアーチ状に形成され、軌道レール１の側面に向けて開放されている。また、前記曲線転走部４４ａの溝幅は前記曲線案内部１Ｂの上側転走面１３の溝幅Ｍ１と同一に設定される一方、前記直線転走部４４ｂの溝幅は前記直線案内部１Ａの下側転走面１２の溝幅Ｌ２と同一に設定されている。

更に、前記曲線転走部４４ａは前記上側転走面１３と同一曲率の曲線状に形成される一方、前記直線転走部４４ｂは軌道レール１の軸方向に沿って直線状に形成されている。図５から把握されるように、前記曲線転走部４４ａ及び直線転走部４４ｂは前記固定穴４２ａによって二つに分断されている。そして、前記曲線転走部４４ａは前記軌道レール１の上側転走面１１，１３と対向し、これら転走面１１，１３との間でボール３が転動する第一転動通路４５を形成する。また、前記直線転走部４４ｂは軌道レール１の下側転走面１２，１４と対向し、これら転走面１２，１４との間で前記ボール３の第二転動通路４６を形成する。

次に、前記蓋体５について説明する。この蓋体５は例えば合成樹脂の射出成形により製作され、前記無限循環路の一部をなす方向転換路５１を有する。この方向転換路５１は前記軌道レール１の各側面に向けて開放されておらず、蓋体５の内部に貫通形成されている。この蓋体５は前記本体部材４の移動方向両端面に固定され、更に軌道レール１の各側面に対応して固定される。すなわち、前記本体部材４には合計四つの蓋体５が固定されるようになっている。そして、各蓋体５が本体部材４に固定されると、本体部材４に形成された曲線転走部４４ａの一端と直線転走部４４ｂの一端が方向転換路５１によって接続される。

一方、前記転換路形成部材６は例えば合成樹脂の射出成形により製作され、前記蓋体５と同様に前記無限循環路の一部をなす方向転換路６１を有する。前記蓋体５には一条の方向転換路５１が形成されているのに対して、この転換路形成部材６には二条の方向転換路６１が形成されている。このように形成された転換路形成部材６が前記本体部材４の固定穴４２ａに嵌合されると、各方向転換路６１を介して本体部材４に形成された曲線転走部４４ａの一端と直線転走部４４ｂの一端が接続される。

前記構成からなる移動ブロック２を多数のボール３を介して軌道レール１に組み付けると、軌道レール１と移動ブロック２の間に形成された第一転動通路４５、蓋体５の方向転換路５１、転換路形成部材６の方向転換路６１及び前記第二転動通路４６からなる無限循環路が軌道レール１の各側面に対応して二回路完成し、転がり案内装置全体で四回路の無限循環路が完成するようになっている。

以上のように構成された本実施形態に係る転がり案内装置では、各ボール３が前記無限循環路内を循環することで、移動ブロック２が軌道レール１に沿って移動することが可能となっている。以下に図６及び図７を用いて、移動ブロック２が直線案内部１Ａから曲線案内部１Ｂへと移動する際の前記無限循環路内のボール３の循環方向について説明する。ここで、以下の説明において便宜上、移動ブロック２の移動方向の先頭に位置する無限循環路を第一無限循環路４７と、この第一無限循環路４７に後続する無限循環路を第二無限循環路４８という。尚、図６及び図７において、矢線Ｘが移動ブロック２の移動方向を示している。

図６は移動ブロック２が直線案内部１Ａ上を移動する際のボール３の循環方向を示すものである。移動ブロック２が直線案内部１Ａ上を移動している状態では、第二転動通路４６内のボール３が軌道レール１の下側転走面１２及び移動ブロック２の直線転走部４４ｂに対して二点で接触しており、荷重を負荷しながら転動する。その一方で、一方の上側転走面１１から他方の上側転走面１１までの距離が一方の下側転走面１２から他方の下側転走面１２の距離よりも小さく設定されているため、前記第一転動通路４５ではボール３が荷重を負荷することなく、ある程度の自由度をもって転動することが可能となっている。

このため、移動ブロック２が軌道レール１の直線案内部１Ａ上を矢線Ｘ方向に移動すると、第二転動通路４６内のボール３は矢線Ｙ方向に移動する。そして、第一無限循環路４７では、ボール３が転換路形成部材６の方向転換路６１、第一転動通路４５、蓋体５の方向転換路５１、第二転動通路４６の順に循環する。第二無限循環路４８では、ボール３が蓋体５の方向転換路５１、第一転動通路４５、転換路形成部材６の方向転換路６１、第二転動通路４６の順に循環する。すなわち、前記下側転走面１２が本発明の負荷転動部に、前記上側転走面１１が本発明の無負荷転動部に相当する。

図７は前記遷移領域Ｎにおけるボール３の循環方向を示すものである。直線案内部１Ａを移動してきた移動ブロック２の第一無限循環路４７では、その移動につれ、前記直線転走部４４ｂが軌道レール１の直線誘導面１５と徐々に対向していく。これにより、前記第二転動通路４６内で荷重を負荷していたボール３は徐々に荷重から解放される。更に移動ブロック２が遷移領域Ｎ上を移動し、第一無限循環路４７の全周が前記遷移領域Ｎ内に配置されている状態では、前記曲線転走部４４ａが上側転走面１１及び曲線案内部１Ｂの曲線誘導面１６と対向し、直線転走部４４ｂが直線誘導面１５及び曲線案内部１Ｂの下側転走面１４と対向する。それ故、第一無限循環路４７ではほとんどのボール３が荷重を負荷しない状態となるが、かかる状態では、第二無限循環路４８における第二転動通路４６内のボール３が荷重を負荷しながら転動している。

そして、更に移動ブロック２が移動すると、前記曲線誘導面１６の構成により第一無限循環路４７に係る第一転動通路４５内のボール３が徐々に荷重を負荷しながら転動するようになる。その一方で、第二転動通路４６内のボール３は荷重から解放された状態で転動する。その結果、前記第一転動通路４５内のボール３が矢線Ｚ方向へと転動し始め、第一転動通路４５、転換路形成部材６の方向転換路６１、第二転動通路４６、蓋体５の方向転換路５１の順に循環しようとする。このとき、第二無限循環路４８では、移動ブロック２の直線転走部４４ｂと軌道レール１の下側転走面１２が対向しているため、ボール３が無限循環路４８内を矢線Ｙ方向に転動しようとしている。その後、移動ブロック２が遷移領域Ｎ上を移動していくにつれ、第二無限循環路４８内のボール３の循環方向も矢線Ｚ方向に転換される。

更に、移動ブロック２が遷移領域Ｎを移動し終え、軌道レール１の曲線案内部１Ｂ上を移動している状態では、第一転動通路４５内のボール３が軌道レール１の上側転走面１３及び移動ブロック２の曲線転走部４４ａに対して二点で接触し、荷重を負荷しながら転動する。その一方で、前記第二転動通路４６ではボール３が荷重を負荷することなく転動するようになっている。その結果、第一無限循環路４７内のボール３が第一転動通路４５、転換路形成部材６の方向転換路６１、第二転動通路４６、蓋体５の方向転換路５１の順に循環し、第二無限循環路４８内のボール３は前記第一転動通路４５、蓋体５の方向転換路５１、第二転動通路４６、転換路形成部材６の方向転換路６１の順に循環する。すなわち、前記上側転走面１３が本発明の負荷転動部に、前記下側転走面１４が本発明の無負荷転動部に相当する。

以上のような本実施形態に係る転がり案内装置では、移動ブロック２が直線案内部１Ａ上を移動している時と、移動ブロック２が曲線案内部１Ｂ上を移動している時では無限循環路４７，４８におけるボール３の循環方向が逆となっており、このボール３の循環方向の切り替えが前記遷移領域Ｎ内で行われるようになっている。その結果、移動ブロック２は遷移領域Ｎにおいてボール３の詰まりを起こすことなく、円滑に直線案内部１Ａ及び曲線案内部１Ｂ間を移動できるようになっている。尚、前記遷移領域Ｎにおけるボール３の循環方向の切り替えは移動ブロック２が曲線案内部１Ｂから直線案内部１Ａへと移動する際にも当然に行われる。

前記構成からなる本実施形態に係る転がり案内装置によれば、移動ブロック２が直線状に、又は曲線状に移動することが可能となっており、移動ブロック２に固定される可動体を直線状に移動させる機能と、この可動体を曲線状に移動させる機能とを兼ね備えている。そして、これらの機能の切り替えが移動ブロック２の移動だけで行われ、従来の転がり案内装置に比べ、軌道レール１上での機能の変換作業が容易となっており、汎用性に富んでいる。

尚、本実施形態に係る転がり案内装置では、軌道レール１の各側面に二条の転動体転走面が形成されているが、軌道レール１に対する転動体転走面の配置、傾斜角度及びその条数は、前記移動ブロック２に必要とされる負荷能力に応じて適宜変更して差し支えない。但し、第一転動通路４５と第二転動通路４６が同時にボール３の負荷通路を構成しないため、二条の転動体転走面を一組とし、この二条単位で転動体転走面の条数を変更する必要がある。

また、本実施形態に係る転がり案内装置では、前記軌道レール１が直線案内部１Ａ及び曲線案内部１Ｂを有しているが、軌道レール１の構造としては直線状に形成されていても差し支えない。更に、本実施形態に係る転がり案内装置では、上側転走面１１が断面略半楕円状に形成されているが、一方の上側転走面１１から他方の上側転走面１１までの距離が一方の下側転走面１２から他方の下側転走面１２の距離よりも小さく設定されていれば、上側転走面１１の断面形状は半楕円形状でなくとも差支えない。この点は上側転走面１３及び下側転走面１４との間でも同一である。

図８は図１に係る転がり案内装置の変形例を示すものである。図１に示す転がり案内装置では、移動ブロック２が軌道レール１に対してこれに跨がるようにして配置されている。これに対して、この変形例では図１に示す転がり案内装置を軌道レール１の軸方向に沿って分断し、且つ、軌道レール１の各側面に形成された転動体転走面が互いに対向するように軌道レール１が配置されている。更に、分断された一対の移動ブロック２が連結部材２００によって結合されており、一対の移動ブロック２が平行に移動することが可能となっている。このような構成であっても、軌道レール１の直線案内部１Ａでは第二転動通路４６内のボール３が荷重を負荷し、曲線案内部１Ｂでは第一転動通路４５内のボール３が荷重を負荷する。その結果、移動ブロック２が軌道レール１に沿って移動することが可能となっている。尚、本変形例に係る転がり案内装置は図１に示すものと構造は異なるが、各部材の構成は同一であるため、各部材の説明は図１と同一の符号を付してその説明を省略する。

図９乃至図１１は、本発明を適用した転がり案内装置の第二実施形態を示すものである。本実施形態に係る転がり案内装置は、軌道レール１０１が一律に直線状である点、軌道レール１０１に形成された転動体転走面の構造、移動ブロック１０２が備える無限循環路の構造が図１に示す転がり案内装置と異なる。その他の構成については第一実施形態の転がり案内装置と同じため、図９乃至図１１では同一の符号を付してその説明を省略する。

図９に示すように、本実施形態の転がり案内装置では軌道レール１０１が軸方向に沿って直線状に形成され、互いに隣接する第一負荷領域１０１Ａ及び第二負荷領域１０１Ｂを有する。この第一負荷領域１０１Ａの両側面にはボール３が荷重を負荷しながら転動する負荷転動部１１１と、ボール３が荷重から解放された状態で転動する無負荷転動部１１２が形成され、これら負荷転動部１１１及び無負荷転動部１１２は互いに平行に配置されている。

前記負荷転動部１１１は、軌道レール１０１の軸方向に垂直な断面がゴシックアーチ状に形成され、ボール３はこの負荷転動部１１１に対して二点で接触している。その一方で、前記無負荷転動部１１２は前記負荷転動部１１１よりも大きな幅で形成され、軌道レール１０１の軸方向に垂直な断面が略半楕円状に形成されている。また、一方の無負荷転動部１１２から他方の無負荷転動部１１２までの距離は、一方の負荷転動部１１１から他方の負荷転動部１１１までの距離よりも小さく設定されている。

一方、第二負荷領域１０１Ｂの両側面にはボール３が荷重を負荷しながら転動する負荷転動部１１３と、ボール３が荷重から解放された状態で転動する無負荷転動部１１４が形成され、これら負荷転動部１１３及び無負荷転動部１１４は互いに平行に配置されている。また、負荷転動部１１３は断面ゴシックアーチ状に形成され、前記無負荷転動部１１４は無負荷転動部１１２と同様にその断面が略半楕円状に形成されている。更に、一方の無負荷転動部１１４から他方の無負荷転動部１１４までの距離は、一方の負荷転動部１１３から他方の負荷転動部１１３の距離よりも小さく設定されている。また、前記負荷転動部１１３は第一負荷領域１０１Ａの無負荷転動部１１２と連続し、前記無負荷転動部１１４は前記第一負荷領域１０１Ａの負荷転動部１１１と連続している。

そして、前記負荷転動部１１３の溝幅ＬＬ１は、前記負荷転動部１１１の溝幅ＬＬ２よりも大きく設定され、且つ、負荷転動部１１３の溝深さが負荷転動部１１１の溝深さよりも大きく設定されている。その結果一方の負荷転動部１１１から他方の負荷転動部１１１までの距離Ｐ１は、一方の負荷転動部１１３から他方の負荷転動部１１３までの距離Ｐ２よりも大きく設定されている。

次に、移動ブロック１０２は各脚部４２の内側面に一対のボール転動面１２１，１２２を有する。このボール転動面１２１は前記負荷転動部１１１と同一の幅で断面ゴシックアーチ状に形成されている。このように形成されたボール転動面１２１は前記軌道レール１０１の負荷転動部１１１又は無負荷転動部１１４と対向して、ボール３が転動する第一転動通路１４５を構成する。前記構成から、ボール転動面１２１が前記負荷転動部１１１と対向した状態ではボール３が荷重を負荷しながら転動する負荷通路が、軌道レール１０１の無負荷転動部１１４と対向した状態ではボール３の無負荷通路が形成されようになっている。

また、前記ボール転走面１２２は前記軌道レール１０１の負荷転動部１１３と同一の幅で断面ゴシックアーチ状に形成されている。このように形成されたボール転動面１２２は前記軌道レール１０１の無負荷転動部１１２又は負荷転動部１１３と対向して、ボール３が転動する第二転動通路１４６を構成する。前記構成から、ボール転動面１２２が前記負荷転動部１１３と対向した状態ではボール３が荷重を負荷しながら転動する負荷通路が、軌道レール１０１の無負荷転動部１１２と対向した状態ではボール３の無負荷通路が形成されようになっている。

また、移動ブロック１０２の各脚部４２には、前記第一転動通路１４５及び第二転動通路１４６に平行したボール３の戻し通路１４７が形成されている。前記移動ブロック１０２には第一転動通路１４５及び第二転動通路１４６が二条ずつ形成されるため、合計四つの戻し通路１４７が形成されている。各戻し通路１４７では、第一転動通路１４５又は第二転動通路１４６を転走し終えたボール３がこれら第一転動通路１４５及び第二転動通路１４６内とは逆方向に転走するようになっている。更に、蓋体５には前記第一転動通路１４５又は第二転動通路１４６と戻し通路１４７とを繋ぐ方向転換路（図示外）が形成されている。

すなわち、本実施形態に係る転がり案内装置では、前記構成からなる移動ブロック１０２を多数のボール３を介して軌道レール１０１に組み付けると、軌道レール１０１と移動ブロック１０２の間に形成された第一転動通路１４５又は第二転動通路１４６、蓋体５の方向転換路、戻し通路１４７からなる無限循環路が軌道レール１の各側面に対応して二回路完成し、転がり案内装置全体で四回路の無限循環路が完成するようになっている。

以上のように形成された本実施形態に係る転がり案内装置では、第一負荷領域１０１Ａにおける負荷転動部１１１同士の距離Ｐ１が第二負荷領域１０１Ｂにおける負荷転動部１１３同士の距離Ｐ２よりも大きく設定されている。このため、第一負荷領域１０１Ａにおける軌道レール１０１に対するボール３の接触圧は第二負荷領域におけるそれよりも大きく設定されている。その結果、第一負荷領域１０１Ａではボール３が移動ブロック１０２に作用する荷重を的確に負荷することができる一方、第二負荷領域１０１Ｂでは移動ブロック１０２に作用する転がり抵抗が小さくなる。それ故、第一負荷領域１０１Ａでは軌道レール１０１に対する移動ブロック１０２の姿勢を安定させることができる一方、第二負荷領域１０１Ｂでは軌道レール１０１の軸方向に沿った移動ブロック１０２の円滑な移動を達成することが可能となる。

このような本実施形態に係る転がり案内装置に関しても、第一実施形態に係る転がり案内装置と同様、軌道レール１０１の軸方向に沿って複数の機能を兼ね備えており、しかもそれらの機能の切り替えが移動ブロック１０２の移動だけで行われるようになっている。つまり、従来の転がり案内装置に比べ、軌道レール１０１上での機能の変換作業が容易となっており、汎用性に富んでいる。

尚、本実施形態に係る転がり案内装置では、軌道レール１０１の各側面に負荷転動部１１１及び無負荷転動部１１４からなるボール３の転動体転走面と、前記無負荷転動部１１２及び負荷転動部１１３からなるボール３の転動体転走面が合計二条形成されているが、軌道レール１０１に対する転動体転走面の配置、傾斜角度及びその条数は、前記移動ブロック１０２に必要とされる負荷能力に応じて適宜変更して差し支えない。但し、本実施形態に係る転がり案内装置の第一実施形態の転がり案内装置と同様、転動体転走群単位で転動体転走面の条数を変更する必要がある。

また、本実施形態に係る転がり案内装置では、前記無負荷転動部１１２断面が略半楕円状に形成されているが、一方の無負荷転動部１１２から他方の無負荷転動部１１２までの距離が一方の負荷転動部１１１から他方の負荷転動部１１１までの距離よりも小さく設定されていれば、無負荷転動部１１２の断面形状は半楕円形状でなくとも差支えない。この点は負荷転動部１１３及び無負荷転動部１１４との間でも同一である。

１…軌道レール、１Ａ…直線案内部（第二負荷領域）、１Ｂ…曲線案内部（第一負荷領域）、２…移動ブロック、３…ボール（転動体）、１１，１３…上側転走面（転動体転走面）、１２，１４…下側転走面（転動体転走面）、１２，１３…負荷転動部、１１，１４…無負荷転動部

Claims (4)

1. 軸方向に沿って少なくとも二条の転動体転走面が形成された軌道レールと、前記転動体転走面上を転動する転動体の無限循環路を複数構成する移動ブロックと、を備え、
   前記軌道レールは、隣接する第一負荷領域及び第二負荷領域を有し、
   前記第一負荷領域の各側面には、前記転動体が荷重を負荷しながら転動すると共に前記転動体転走面の一部をなす負荷転動部と、前記転動体が荷重を負荷せずに転動すると共に前記転動体転走面の一部をなす無負荷転動部と、が形成され、
   前記第二負荷領域の各側面には、前記第一負荷領域の負荷転動部と連続して前記転動体転走面を形成すると共に前記転動体が荷重を負荷せずに転動する無負荷転動部と、前記第一負荷領域の無負荷転動部と連続して前記転動体転走面を形成すると共に前記転動体が荷重を負荷しながら転動する負荷転動部と、が形成されることを特徴とする転がり案内装置。
2. 前記移動ブロックは前記無限循環路内で転動体の転動方向を転換させる方向転換路を有し、
   前記方向転換路は、一方の転動体転走面上を転動する転動体を他方の転動体転走面上へと移動させることを特徴とする請求項１記載の転がり案内装置。
3. 前記移動ブロックは、一対の方向転換路が形成された転換路形成部材を備え、
   前記転換路形成部材に形成された前記一対の方向転換路は夫々が異なる無限循環路の一部を形成することを特徴とする請求項２記載の転がり案内装置。
4. 前記第一負荷領域と前記第二負荷領域とが連続する遷移領域には、当該第一負荷領域の負荷転動部と当該第二負荷領域の無負荷転動部を連続的に結合する第一遷移誘導部と、前記第二負荷領域の負荷転動部と前記第一負荷領域の無負荷転動部を連続的に結合する第二遷移誘導部と、が形成されていることを特徴とする請求項３記載の転がり案内装置。

Images