JP2520797B2 - 直線運動案内装置 - Google Patents

直線運動案内装置

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JP2520797B2
JP2520797B2 JP3141481A JP14148191A JP2520797B2 JP 2520797 B2 JP2520797 B2 JP 2520797B2 JP 3141481 A JP3141481 A JP 3141481A JP 14148191 A JP14148191 A JP 14148191A JP 2520797 B2 JP2520797 B2 JP 2520797B2
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chain
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chain unit
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町 博 寺
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/38Ball cages
    • F16C33/3812Ball cages formed of interconnected segments, e.g. chains
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/04Ball or roller bearings
    • F16C29/06Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load
    • F16C29/0633Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides
    • F16C29/0635Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides whereby the return paths are provided as bores in a main body of the U-shaped carriage, e.g. the main body of the U-shaped carriage is a single part with end caps provided at each end
    • F16C29/0638Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides whereby the return paths are provided as bores in a main body of the U-shaped carriage, e.g. the main body of the U-shaped carriage is a single part with end caps provided at each end with balls
    • F16C29/0642Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides whereby the return paths are provided as bores in a main body of the U-shaped carriage, e.g. the main body of the U-shaped carriage is a single part with end caps provided at each end with balls with four rows of balls
    • F16C29/0647Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides whereby the return paths are provided as bores in a main body of the U-shaped carriage, e.g. the main body of the U-shaped carriage is a single part with end caps provided at each end with balls with four rows of balls with load directions in X-arrangement

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はボールのころがりを利用
した直線運動案内装置に関し、特にボールを保持するボ
ールチェインの構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種のボールチェインとして
は、たとえば図15(a)および(b)に示すようなも
のがある。すなわち、個々のボール100を保持する単
位チェイン要素101を連結ピン102を介して互いに
回動自在に多数無端状に連結して構成されている。
【0003】単位チェイン要素101は、ボール100
を転動自在に保持する保持穴103を設けたリンク板1
04により構成され、このリンク板104の両端を連結
ピン102を介して連結して無端状のボールチェインを
構成していた。
【0004】このボールチェインは、図16に示すよう
な直線運動案内装置105に用いるもので、軌道レール
106と摺動台107間の互いに対向するボール案内溝
108,109間にボール100,…を転動自在に介在
するようになっている。この軌道レール106と摺動台
107のボール案内溝108,109は断面V字形状で
ボール100が四点接触するゴシックアーチ構成となっ
ている。そして、ボール案内溝108,109底部には
上記リンク板104との干渉を避けるための逃がし溝1
10が設けられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
従来技術の場合には、リンク板104の保持穴103に
ボール100を保持しており、ジョイント部がリンク板
104間にあるために、ボール100,100間のピッ
チP1 が大きくなる。そのため荷重を負荷するボール1
00の数が少なくなって負荷性能が低下するという問題
があった。
【0006】また、ボール100,100間のピッチP
1 が大きいために、このようなボールチェインにて無限
循環路を構成しようとすると、方向転換路の半径が大き
くなってコンパクトな循環運動ができないという問題が
あった。
【0007】本発明は上記した従来技術の課題を解決す
るためになされたもので、その目的とするところは、ボ
ールチェインのボール間ピッチを小さくでき、しかも屈
折循環路の曲率半径をより小さくしてコンパクトな直線
運動案内装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明にあっては、その第1の発明は、軌道台と、
該軌道台に多数のボールを介して摺動自在に組み付けら
れる摺動台と、から構成され、前記多数のボールをボー
ルチェインによって保持して無限循環路に組み込んだ直
線運動案内装置において、前記ボールチェインは、所定
間隔を隔てて並設される一対の保持腕を有し、該保持腕
の一端を連結部材を介して固定して固定端とすると共に
保持腕の多端を自由端としたチェイン単位要素を構成
し、該チェイン単位要素の固定端に次段のチェイン単位
要素の自由端を順次枢支連結して無端状につなぎ、前記
各チェイン単位要素の保持腕でボールをボール列の側方
から挟持するように摺動自在に保持してなることを特徴
とする。
【0009】特に、ボールを、該ボールを保持するチェ
イン単位要素の固定端と次段のチェイン単位要素の固定
端の連結部材に摺動自在に接触させたことを特徴とす
る。
【0010】さらに、連結部材のボールとの接触面をボ
ール表面の曲率とほぼ等しい曲面形状とすることが効果
的である。
【0011】また、保持腕のボール保持面はボール表面
の曲率とほぼ等しい凹面形状とすることが好ましい。
【0012】チェイン単位要素と連結部材とが分離独立
していてもよいし、一体成形としてもよい。
【0013】また、第2の発明は、所定間隔を隔てて並
設される一対の保持腕を有し、該保持腕の一端を連結部
材を介して固定して固定端とすると共に保持腕の他端を
自由端としてチェイン単位要素を構成し、該チェイン単
位要素の固定端に次段のチェイン単位要素の自由端を順
次枢支連結して無端状につなぎ、前記各チェイン単位要
素の保持腕間にボールを摺動自在に保持し、さらに、チ
ェイン単位要素間の枢支連結位置を各ボールの中心を結
ぶ中心線に対して所定量だけ偏心させたことを特徴とす
る。
【0014】また、第3の発明は、所定間隔を隔てて並
設される一対の保持腕を有し、該保持腕の一端を連結部
材を介して固定して固定端とすると共に保持腕の他端を
自由端としてチェイン単位要素を構成し、該チェイン単
位要素の固定端に次段のチェイン単位要素の自由端を順
次枢支連結して無端状につなぎ、前記各チェイン単位要
素の保持腕間にボールを摺動自在に保持し、さらに、チ
ェインの屈折方向と直交する方向に対して一対の保持腕
によるボール保持方向との間に角度をつけたことを特徴
とする。
【0015】ここで、チェインの屈折方向とは、各チェ
イン単位要素間が枢支連結される枢支軸方向であり、チ
ェインが屈折して循環する循環面と直交する方向であ
る。
【0016】また、ボ−ル保持方向とは、ボールの中心
と一対の互いに対向する保持腕のほぼ中心部を通る直線
方向をいう。
【0017】また、第4の発明は、所定間隔を隔てて並
設される一対の保持腕を有し、該保持腕の一端を連結部
材を介して固定して固定端とすると共に保持腕の他端を
自由端としてチェイン単位要素を構成し、該チェイン単
位要素の固定端に次段のチェイン単位要素の自由端を順
次枢支連結して無端状につなぎ、前記各チェイン単位要
素の保持腕間にボールを摺動自在に保持し、さらに、前
記各保持腕間から露出するボール露出部の方向をチェイ
ンが屈折循環する循環面と直交する方向に対して角度を
つけたことを特徴とする。
【0018】ここで、ボール露出部の方向とは、ボール
中心と、一対の互いに対向する保持腕の間に露出した互
いに反対側のボール露出表面のほぼ中央部を通る直線方
向をいう。
【0019】
【作用】上記構成の直線運動案内装置にあっては、ボー
ルチェインのチェイン単位要素の保持腕間にボールを保
持したので、従来のようにリンク片の保持穴にボールを
保持する場合に比べてボール間のスパンを短くすること
ができ、荷重を負荷するボールの数が多くなる。特に、
ボールを、ボールを保持するチェイン単位要素の固定端
と次段のチェイン単位要素の固定端の連結部材に摺動自
在に接触させているので、ボール間のスパンをより短く
できる。
【0020】また、ボール間のスパンが短くなるので、
ボールチェインの屈折循環路の曲率半径を小さくするこ
とができる。
【0021】さらにチェイン単位要素間の枢支連結位置
を各ボールの中心を結ぶ中心線に対して所定量だけ偏心
させておけば、この枢支連結位置を内側にしてボールチ
ェインを屈折循環させることにより、より一層曲率半径
を小さくすることができる。
【0022】また、ボールチェインを直線運動案内装置
のボール循環路に組み付ける場合には、ボールチェイン
単位要素の保持腕間に互いに反対側に露出するボール露
出面がボール転走面間に転動自在に接触することにな
る。このボール循環路の負荷域のボール通路の一対のボ
ール転走面に対するボール接触部の法線方向に描いた線
を接触角線とする。
【0023】そして、チェイン屈折方向と、一対の保持
腕によるボール保持方向あるいはボール露出部の方向と
直交する方向とが同一の場合には、ボール循環路の負荷
域におけるボールの接触角線方向とチェインの屈折循環
面とが同一方向となり、ボール循環路の無負荷域ボール
通路の位置がボールの接触角線の延長線上に設けざるを
得なくなる。
【0024】しかし、チェインの屈折方向と、一対の保
持腕によるボール保持方向あるいはボール露出部の方向
と直交する方向に角度をつけておけば、ボールの接触角
線方向とチェインの屈折循環面の方向との間に角度を持
たせることができ、直線運動案内装置のボール循環路の
無負荷域ボール通路の位置をボール接触角線の延長線か
らずらした任意位置に設定することができる。
【0025】
【実施例】以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。本発明の第1実施例に係る直線運動案内装置に用
いられるボールチェインを示す図1乃至図4において、
1はボールチェイン全体を示すもので、このボールチェ
イン1は多数のチェイン単位要素2,…を無端状につな
いで構成される。
【0026】チェイン単位要素2は所定間隔を隔てて並
設される一対の保持腕3,4と、この保持腕3,4の一
端を固定する連結部材としての連結ピン5とから構成さ
れる。そして、連結固定される側を固定端6とし他端を
自由端7として、このチェイン単位要素2の固定端6に
次段のチェイン単位要素2を順次枢支連結して無端状に
つないでいる。
【0027】 上記各チェイン単位要素2の保持腕3,
4間にボール8をボール列の側方から挟持するように
持すると共に、ボール8を、このボール8が保持された
チェイン単位要素2の固定端6と次段のチェイン単位要
素2の固定端6の双方の連結ピン5に接触させている。
【0028】連結ピン5は、保持腕3,4間に介在され
る軸部9と、この軸部9の両端面から突出形成される枢
支軸10,11とから構成されている。そして保持腕
3,4のピン孔12,13に上記枢支軸10,11が回
動自在に挿入されている。
【0029】保持腕3,4はボール8表面に接する湾曲
片部31,41と、この湾曲片部31,41の両端に延
びるジョイント片部32,33;42,43とから構成
されている。この実施例では湾曲片部31,41および
ジョイント片部32,33;42,43とは同一幅に成
形されている。
【0030】そして、1つのチェイン単位要素2の固定
端側のジョイント片部32,42のピン孔12,13
に、次段のチェイン単位要素2の自由端7側のジョイン
ト片部33,43のピン孔14,15を重ね合せて枢支
ピン10,11を回動自在に挿入し、この枢支軸10,
11の先端を幅が拡がるように圧潰し、圧潰された頭部
16,17によって抜け止めを図るようになっている。
【0031】この実施例では、チェイン単位要素2の固
定端側のジョイント片部32,42の外側に次段の自由
端側のジョイント片部33,43を重ねるようになって
いる。
【0032】連結ピン5の軸部9の長さは、ボール8の
直径よりも短く、枢支軸10,11の頭部16,17位
置は、湾曲片部31,41の最外径位置よりも内側に位
置させている。湾曲片部31,41内周のボール8表面
と接する保持面は、ボール8表面の曲率と、ほぼ同一の
曲率の曲面形状になっている。
【0033】一方、連結ピン5の軸部9の外周形状は、
中央に比べてその両側側が大径となった鼓形状で、その
中心軸方向の外形線がボール8表面の曲率とほぼ等しい
曲面に成形されている。而して、ボール8は一対の保持
腕3,4の湾曲片部31,41と連結ピン5,5によっ
て囲まれて四点接触状態に保持されている。ボール8の
接触部は、ボール8の転動を阻害しないように理想的に
は摩擦抵抗が0となるように、しかも脱落しないように
保持される。
【0034】図6乃至図8は、上記ボールチェイン1を
用いた直線運動案内装置の一例を示している。
【0035】この直線運動案内装置は、軌道台20と、
この軌道台20に多数のボール8を介して摺動自在に組
付けられる摺動台21とから構成されている。
【0036】各ボール8は、摺動台21に形成された無
限循環路22に組込まれるもので、この無限循環路22
は、図8に示すように、互いに平行に延びる直線状の負
荷ボール通路23と無負荷ボール通路24と、この負荷
ボール通路23と無負荷ボール通路24の両端を結ぶ円
弧状の方向転換路25,26とから構成され、この無限
循環路22にボール8を保持したボールチェイン1が組
込まれる。
【0037】図示例の直線運動案内装置は、軌道台20
の左右に2列づつ計4列のボール列を上下左右対称的に
配して上下左右の定格荷重を等しくした四方向等荷重型
のもので、4つの無限循環路22,…が設けられ、それ
ぞれの無限循環路22,…に1つづつボールチェイン
1,…が組込まれている。
【0038】すなわち、軌道台20の左右側面には、長
手方向に延びる突堤27,27を設けると共に、この突
堤の上下両角部にボール転走面25を設け、一方、摺動
台21の内側面にこのボール転走面28に対応するボー
ル転走面29を設け、これらボール転走面28,29間
にボールチェイン1に保持されたボール8が転動自在に
介装されて荷重を支承する。このボール転走面28,2
9はサーキュラアーク溝であり、ボール8は2点接触し
て転動する。
【0039】このボール8と各ボール転走面28,29
との接触角、すなわち転走面を水平にした状態で左右突
堤27,27の中心を通る水平線H,Hに対するボール
8の各ボール転走面28,29との接触部の法線方向に
描いた線、すなわち接触角線Xとのなす角は、ほぼ45
度付近にとられている。また、この図示例のものは、左
右の接触角線X,X,…は、左右に向って徐々に開く外
開き状になるような接触構造となっている。
【0040】そして、各無限循環路22,…の方向は、
ボール8の接触角線X方向に延びていて、無負荷ボール
通路24,…はこの接触角線X上に位置している。
【0041】また、ボール方向転換路25,26は、摺
動台本体21aの両端面に取付けられた側蓋21b,2
1bにて形成されている。
【0042】次に摺動台21が移動した際のボール8の
動きについて説明する。
【0043】摺動台21が軌道台20に対して移動する
と、無限循環路22の負荷ボール通路23の摺動台21
と軌道台20のボール転走面28,29間を、ボール
8,…が荷重を支承しながら転動し、摺動台21の移動
方向に移動する。
【0044】この負荷域のボール8の移動によって、各
チェイン単位要素2,…がボール8と共に摺動台21の
移動方向に移動し、ボールチェイン1が無限循環路22
内を無限循環する。このボールチェイン1の移動によっ
て、負荷ボール通路23内には摺動台21の移動方向後
側端からボール方向転換路25を通じて順次無負荷ボー
ル通路24からボール8が供給される。
【0045】そして、無限循環路22の、負荷ボール通
路23、方向転換路25,26および無負荷ボール通路
24の全行程において、各ボール8はチェイン単位要素
2にて保持されて、ボール8同士が互いに干渉すること
なく整列移動する。
【0046】方向転換路25,26および無負荷ボール
通路24の孔径は、各チェイン単位要素2の保持腕4,
4がスムーズに移動し得るように、ボール8の径よりも
大きくなっており、ボール8は方向転換路25,26お
よび無負荷ボール通路24内を移動する。
【0047】各ボール8には、チェイン単位要素2,2
の連結ピン5,…を接触させて、ボール8,…間のスパ
ンPを可及的に小さくしているので、負荷ボール通路2
3に数多くのボール8,…を介在させることができる。
したがって、各ボール8,…1つ1つに分担される荷重
を軽減でき、耐負荷荷重を大きくすることができる。
【0048】また、ボール8,…間のスパンPを小さく
したので、ボールチェイン1の屈折循環路の曲率半径を
可及的に小さくでき、ボール方向転換路25,26の曲
率半径Rを可及的に小さくできる。その結果、負荷ボー
ル通路23と無負荷ボール通路24の間隔Lを短くでき
るので、摺動台21の大きさをより小型化することがで
きる。
【0049】このように、耐負荷能力が大きく、かつコ
ンパクトで、しかも低重心の直線運動案内装置を実現す
ることができた。
【0050】図5には、この第1実施例のチェイン単位
要素を一体構成としたものが示されている。
【0051】すなわち、このチェイン単位要素2′は、
保持腕3′,4′の固定端6′を連結する連結ピン5′
が保持腕3′,4′と共に一体成形されており、固定端
側のジョイント片部32′,42′に枢支ピン10′,
11′が突出形成されている。一方、保持腕3′,4′
の自由端側のジョイント片部33′,43′には、枢支
ピン10′,11′が回転自在に挿入されるピン孔1
4′,15′が設けられている。
【0052】図9には、本発明の第2実施例に係るボー
ルチェインが示されており、第1実施例と同一の構成部
分については同一の符号を付して説明すると、この第2
実施例においては、チェイン単位要素202枢支軸21
0,211の位置を、各ボール8の中心を結ぶ中心線に
対して、所定量e偏心させた構成となっている。そし
て、この枢支軸210,211が内側となるようにボー
ルチェイン201を無端状につないで、循環半径Rが図
10に示すようにボール8,8同士が接触する近くまで
小さくし得る構成としたものである。
【0053】すなわち、各チェイン単位要素202の保
持腕203,204の固定端部206が連結部材として
のステイ部205を介して一体成形されている。このス
テイ部205は、ボール中心を結ぶ中心線Oに対して外
側に偏心させて設けてあり、保持腕203,204の固
定端部206の内側端縁に枢支軸210,211が嵌合
するピン孔212,213が穿設されている。
【0054】このピン孔212,213に次段のチェイ
ン単位要素201の保持腕203,204の自由端部2
07に外向きに突設された枢支軸210,211が回動
自在に挿入されている。
【0055】この枢支軸210,211は、各保持腕2
03,204の内側からピン孔212,213に差し込
まれ、ボールチェイン201に引張力が加わった場合で
も枢支軸210,211が抜けるおそれがないような構
造としている。
【0056】ボール8は、各チェイン単位要素202,
…を連結してから、保持腕203,204間に圧入する
ことにより組込んでいる。
【0057】このような構成とすれば、第1実施例より
もボールチェインの循環半径をより小さくすることがで
き、よりコンパクトな直線運動案内装置を実現できる。
【0058】図11には、本発明の第3実施例に係るボ
ールチェインを示している。この実施例についても、上
記第1実施例と同一の構成部分については同一の符号を
付して説明すると、この実施例ではボール8を保持する
保持腕303,304によるボール8の保持方向と、ボ
ールチェイン301の屈折方向との間に角度をつけたも
のである。
【0059】すなわち、屈折方向は各チェイン単位要素
302間の連結部の枢支軸線A方向であり、ボールチェ
イン301の屈折循環面Cに対して直角に延びており、
ボール8を保持する各保持腕303,304の中心を結
ぶ方向に描いた線を保持軸線Bとすれば、この保持軸線
Bは枢支軸線Aに対して所定角度傾けている。
【0060】この点を別の見方をすれば、各保持腕30
3,304間から露出するボール露出部の方向をチェイ
ンが屈折循環する循環面Cと直交する方向に対して角度
をつけたことになる。ここで、ボール露出部の方向と
は、ボール中心Oと、一対の互いに対向する保持腕30
3,304の間に露出した互いに反対側のボール露出表
面8A,8Bのほぼ中央部を通る直線方向をいう。
【0061】図12には、この第3実施例のボールチェ
イン301を用いた直線運動案内装置が示されている。
第1実施例に示した直線運動案内装置と同一の構成部分
については同一の符号を付して説明すると、この実施例
ではボール8の接触角線X′,X′に対してボールチェ
イン301の循環面Cが水平線Hに接近する方向に傾斜
しており、無負荷ボール通路24,24の間隔をより狭
くして、摺動台21の高さをより低くし、低重心タイプ
としたものである。
【0062】すなわち、ボールチェインを直線運動案内
装置のボール循環路22に組み付ける場合に、ボールチ
ェイン単位要素302の保持腕304,305間に互い
に反対側に露出するボール露出面がボール転走面28,
29間に転動自在に接触することになる。
【0063】上記第1実施例のように、チェイン屈折方
向である枢支軸線A方向と、一対の保持腕303,30
4によるボール保持方向である保持軸線B方向あるいは
ボール露出部の方向である露出軸線D方向と直交する直
交線E方向とが同一の場合には、ボールの無限循環路2
2の負荷域におけるボールの接触角線X方向とチェイン
の屈折循環面Cとが同一方向となり、ボールの循環路2
2の無負荷域ボール通路24の位置がボールの接触角線
Xの延長線上に設けざるを得なくなる。
【0064】しかし、この第3実施例のようにチェイン
の屈折方向と、一対の保持腕304,305によるボー
ル保持方向あるいはボール露出部の方向と直交する方向
に角度をつけておけば、ボールの接触角線X方向とチェ
インの屈折循環面Cの方向との間に角度を持たせること
ができ、直線運動案内装置のボール循環路22の無負荷
域ボール通路24の位置をボール接触角線Xの延長線か
らずらした任意位置に設定することができ、図12に示
すようなボール接触構造の場合には、無負荷ボール通路
の上下間隔を狭くしてよりコンパンクトな直線運動案内
装置を提供することができる。
【0065】つぎに、図13には、本発明の第4実施例
を示している。この第4実施例は、基本的な構成は第3
実施例のチェイン単位要素と同様の、チェイン単位要素
402を連結ピンと一対の保持腕を樹脂にて一体成形し
たものであり、この第4実施例にあっては、第3実施例
のものと異なり、各チェイン単位要素間を枢支連結する
枢支軸411を、チェイン単位要素402の一対の保持
腕403,404の自由端部433,443に互いに対
向するように内向きに突出形成したものである。
【0066】そして、チェイン単位要素402の固定端
部432,442の両端に上記枢支軸411が嵌入する
係止穴412が設けられている。枢支軸411は一定太
さで突出する軸本体413と、この軸本体413の先端
に軸本体413よりも大径に張り出す三角形状の抜け止
め用の頭部414とから構成されている。一方、係止穴
412の形状も、上記枢支軸411の形状に倣ってその
奥端には前記抜け止め用の頭部414が嵌合する三角形
状の抜止め部415が形成されている。
【0067】チェイン単位要素402をこのような構成
としておけば、チェイン単位要素402の保持腕40
3,404の自由端部433,443を開いて次段のチ
ェイン単位要素の固定端部402の係止穴412にスナ
ップ係合させればよく、組み付け作業が極めて容易にな
る。
【0068】そして、第3実施例と同様に、ボール8を
保持する保持腕403,404によるボール8の保持方
向と、ボールチェイン401の屈折方向との間に角度を
つけたものであり、別の見方をすれば、各保持腕40
3,404間から露出するボール露出部の方向をチェイ
ンが屈折循環する循環面Cと直交する方向に対して角度
をつけたことになる。
【0069】すなわち、屈折方向は各チェイン単位要素
402間の連結部の枢支軸線A方向であり、ボールチェ
イン401の屈折循環面Cに対して直角に延びており、
ボール8を保持する各保持腕403,404の中心を結
ぶ方向に描いた線を保持軸線Bとすれば、この保持軸線
Bは枢支軸線Aに対して所定角度傾けている。
【0070】この点、上記第1実施例の図5に記載のボ
ールチェインと図11に示す第3実施例のボールチェイ
ンとの関係と全く同一であり、図12に示した直線運動
案内装置に第3実施例のボールチェインと全く同様に組
み込むことができる。
【0071】そして、その作用,効果については、上記
第3において記載した作用,効果と同一であり、その説
明は省略する。この第4実施例では、ボール8の保持方
向とボールチェイン401の屈折方向との間、あるいは
各保持腕403,404間から露出するボール露出部の
方向と直交する方向とボールチェイン401の屈折方向
との間に角度をつけた構成であるが、たとえば、図14
に示すように、角度をつけないタイプについても同様に
適用することができる。この図14に示すチェイン単位
要素502はチェイン屈折方向との間、あるいは各保持
腕403,404間から露出するボール露出部の露出軸
線と直交する方向とチェイン屈折方向とが同一方向であ
る以外は、第4実施例と同一であるので、同一の構成部
分については同一の符号を付してその説明を省略する。
【0072】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
チェイン単位要素の保持腕間にボールを保持したので、
従来のようにリンク片の保持穴にボールを保持する場合
に比べてボール間のスパンを短くすることができ、荷重
を負荷するボールの数が多くなる。特に、ボールを、ボ
ールを保持するチェイン単位要素の固定端と次段のチェ
イン単位要素の固定端の連結部材に摺動自在に接触させ
ているので、ボール間のスパンをより短くできる。
【0073】またボール間のスパンが短くなるので、ボ
ールチェインの屈折循環路の曲率半径を小さくすること
ができ、直線運動案内装置に適用した場合に装置構成を
コンパクトに構成できる。
【0074】さらにチェイン単位要素間の枢支連結位置
を各ボールの中心を結ぶ中心線に対して所定量だけ偏心
させておけば、この枢支連結位置を内側にしてボールチ
ェインを屈折循環させることにより、より一層曲率半径
を小さくすることができる。
【0075】また、チェイン屈折方向と、一対の保持腕
によるボール保持方向あるいはボール露出部の方向と直
交する方向とが同一の場合には、ボール循環路の負荷域
におけるボールの接触角線方向とチェインの屈折循環面
とが同一方向となり、ボール循環路の無負荷域ボール通
路の位置がボールの接触角線の延長線上に設けざるを得
なくなるが、チェインの屈折方向と、一対の保持腕によ
るボール保持方向あるいはボール露出部の方向と直交す
る方向に角度をつけておけば、ボールの接触角線方向と
チェインの屈折循環面の方向との間に角度を持たせるこ
とができ、直線運動案内装置のボール循環路の無負荷域
ボール通路の位置をボール接触角線の延長線からずらし
た任意位置に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の第1実施例に係るボールチェイ
ンの一部平面断面図である。
【図2】図2は図1の平面図である。
【図3】図3は図1のボールチェインのボール循環半径
の状態を示す正面図である。
【図4】図4(a)は図1のボールチェインのチェイン
単位要素の斜視図、同図(b)は同図(a)の分解斜視
図、同図(c)は連結状態の斜視図である。
【図5】図5は図4のチェイン単位要素の一体成形タイ
プの斜視図である。
【図6】図6は図1のボールチェインを組込んだ直線運
動案内ユニットの一例を示す概略斜視図である。
【図7】図7は図6の正面断面図である。
【図8】図8は図7の1つの無限循環路の断面図であ
る。
【図9】図9は本発明の第2実施例に係るボールチェイ
ンを示し、同図(a)は部分斜視図、同図(b)はチェ
イン単位要素の斜視図でる。
【図10】図10は図9のボールチェインの循環半径の
状態を示す正面図である。
【図11】図11(a)は本発明の第3実施例に係るボ
ールチェインの部分斜視図、同図(b)は同図(a)の
チェイン単位要素の拡大正面図である。
【図12】図12は図11のボールチェインを用いた直
線運動案内装置の正面断面図である。
【図13】図13は本発明の第4実施例にかかるボール
チェインのチェイン単位要素を示しており、同図(a)
は斜視図、同図(b)は正面図、同図(c)は左側面
図、同図(d)は右側面図、同図(e)は同図(b)の
A−A断面図、同図(f)は平面図である。
【図14】図14は図13のチェイン単位要素の他の態
様を示す斜視図である。
【図15】図15は従来のボールチェインを示し、同図
(a)は部分正面図、同図(b)は平面断面図である。
【図16】図16は図15のボールチェインを使用した
直線運動案内装置の縦断面図である。
【符号の説明】
1,201,301 ボールチェイン 2,202,302 チェイン単位要素 3,203,303 保持腕 4,204,304 保持腕 5 連結ピン 6,206 固定端 7,207 自由端 8 ボール 10,11 枢支軸 20 軌道台 21 摺動台 22 無限循環路 23 負荷ボール通路 24 無負荷ボール通路 25,26 ボール方向転換路 H 水平線 X,X´ 接触角線 P ボール間スパン R 循環路曲率半径 A 枢支軸線(チェイン屈折方向) B 保持軸線(ボール保持方向) C 循環面 D 露出軸線 E 直交線 O ボール中心

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軌道台と、該軌道台に多数のボールを介
    して摺動自在に組み付けられる摺動台と、から構成さ
    れ、前記多数のボールをボールチェインによって保持し
    て無限循環路に組み込んだ直線運動案内装置において、 前記ボールチェインは、 所定間隔を隔てて並設される一
    対の保持腕を有し、該保持腕の一端を連結部材を介して
    固定して固定端とすると共に保持腕の多端を自由端とし
    たチェイン単位要素を構成し、 該チェイン単位要素の固定端に次段のチェイン単位要素
    の自由端を順次枢支連結して無端状につなぎ、 前記各チェイン単位要素の保持腕でボールをボール列の
    側方から挟持するように摺動自在に保持し、 前記ボールを、該ボールを保持するチェイン単位要素の
    固定端と次段のチェイン単位要素の固定端の連結部材に
    摺動自在に接触させたことを特徴とする直線運動案内装
    置。
  2. 【請求項2】 連結部材のボールとの接触面をボール表
    面の曲率とほぼ等しい曲面形状とした請求項1に記載の
    直線運動案内装置
  3. 【請求項3】 保持腕のボール保持面はボール表面の曲
    率とほぼ等しい凹面形状とした請求項1又は2に記載の
    直線運動案内装置。
  4. 【請求項4】 チェイン単位要素と連結部材とが分離独
    立構成である請求項1,2又は3に記載の直線運動案内
    装置
  5. 【請求項5】 チェイン単位要素と連結部材とが一体成
    形された請求項1,2,又は3に記載の直線運動案内装
  6. 【請求項6】 軌道台と、該軌道台に多数のボールを介
    して摺動自在に組み付けられる摺動台と、から構成さ
    れ、前記多数のボールをボールチェインによって保持し
    て無限循環路に組み込んだ直線運動案内装置において、 前記ボールチェインは、 所定間隔を隔てて並設される一
    対の保持腕を有し、該保持腕の一端を連結部材を介して
    固定して固定端とすると共に保持腕の他端を自由端とし
    てチェイン単位要素を構成し、 該チェイン単位要素の固定端に次段のチェイン単位要素
    の自由端を順次枢支連結して無端状につなぎ、 前記各チェイン単位要素の保持腕間にボールを摺動自在
    に保持し、 さらに、チェイン単位要素間の枢支連結位置を各ボール
    の中心を結ぶ中心線に対して所定量だけ偏心させたこと
    を特徴とする直線運動案内装置。
  7. 【請求項7】 軌道台と、該軌道台に多数のボールを介
    して摺動自在に組み付けられる摺動台と、から構成さ
    れ、前記多数のボールをボールチェインによって保持し
    て無限循環路に組み込んだ直線運動案内装置において、 前記ボールチェインは、 所定間隔を隔てて並設される一
    対の保持腕を有し、該保持腕の一端を連結部材を介して
    固定して固定端とすると共に保持腕の他端を自由端とし
    てチェイン単位要素を構成し、 該チェイン単位要素の固定端に次段のチェイン単位要素
    の自由端を順次枢支連結して無端状につなぎ、 前記各チェイン単位要素の保持腕間にボールを摺動自在
    に保持し、さらに、チェイン屈折方向と、一対の保持腕
    によるボール保持方向との間に角度をつけたことを特徴
    とする直線運動案内装置。
  8. 【請求項8】 軌道台と、該軌道台に多数のボールを介
    して摺動自在に組み付けられる摺動台と、から構成さ
    れ、前記多数のボールをボールチェインによって保持し
    て無限循環路に組み込んだ直線運動案内装置において、 前記ボールチェインは 、所定間隔を隔てて並設される一
    対の保持腕を有し、該保持腕の一端を連結部材を介して
    固定して固定端とすると共に保持腕の他端を自由端とし
    てチェイン単位要素を構成し、 該チェイン単位要素の固定端に次段のチェイン単位要素
    の自由端を順次枢支連結して無端状につなぎ、 前記各チェイン単位要素の保持腕間にボールを摺動自在
    に保持し、さらに前記各保持腕間から露出するボール露
    出部の方向をチェイン屈折方向に対して角度をつけたこ
    とを特徴とする直線運動案内装置
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