JP3928961B2 - ボールチェーンモジュール - Google Patents

Description

本発明は、一種のボールチェーンモジュールに関するものであって、一種の転がり素子であるボールの保持装置を直線伝動素子へ運用されるものである。一般的に直線伝動素子は工具機械、電子・自動化設備、半導体設備等に利用される。

従来の直線伝動素子に採用されている転がり素子の保持器は大体二種類である。一方の保持器は個体であって、他方の保持器は沢山の個体を繋げる設計である。先ず図１１に示すように、ガイドブロック１１は一つの軌道に嵌られて移動して、中に転がり素子２０を設置してそれに転がり素子２０の間に順に単一の保持器３０を入れて、転がり素子２０同士がぶつからないようにする。

また図１２に示すように、沢山の個体を繋げる保持器設計であって、中の連結保持器３１は間隔ブロック３１１をたわみ性のある連結キー３１２で繋げて、各転がり素子２０を両間隔ブロック３１１の空間に置いて転がるようにする。この連結保持器３１の製造方式は、先に転がり素子２０を型に入れてから、包み型プラスチック射出の方式で製作する。
上記によって、従来の技術における直線伝動素子の保持器は改良する必要がある。

図１１に示した直線伝動素子は、組み立てる時に、順に転がり素子２０と単一の保持器３０とをガイドブロック１１の中に配設するのが面倒である。そして、単一の保持器３０と転がり素子２０との間が密接に接触しているため、転がり素子２０の転がりを阻害する抵抗が増すこととなる。

また、図１２に示すように射出方式による転がり素子２０の製作は、材料性質と射出機の性能について高度の要求が求められるため、コストが上がる。それに特殊な製造方式のため、転がり素子と連結保持器との間の間隔ブロックは密接しているから、転がり素子の摩擦抵抗が大きすぎて滑ってしまう。

本発明の目的は、一種のボールチェーンモジュールを提供することによって摩擦抵抗を下げて転がり素子を順調に転がらせて循環でき、チェーンモジュールは製造と組み立ての困難さを下げられて製造コストを下げる。

現在の直線伝動素子は、一般の産業機械及び精密機械に広く利用されているため、転がり素子の保持装置の直線伝動素子への応用は段々に重視されるようになってきた。特に保持装置の連結設計は重視されている。
本発明のボールチェーンモジュールは、連結設計された保持装置であって、それは転がり素子の保持装置を、一体成型の構造から部品組み立て構造へ変えて、転がり素子と保持装置との間の空間に調整できる範囲を持たせて、一体成型のような固定空間構造とならないようにした。これにより、転がり素子と保持装置との間の摩擦抵抗は大幅に降下でき、また、本発明のボールチェーンモジュールは一体成型でないため、特殊な射出方式で製造することがないため、一般の射出方式で製造でき、故に製造上の困難さを減少できて、製造コストを相当に引き下げることができる。

また、本発明は同時に転がり素子の構造と接触する部分を、面の接触設計から点の接触設計へと変えて、転がり素子が転がる時に摩擦抵抗が小さくなるようにした。これにより、転がり素子と保持装置との間の摩擦抵抗が大き過ぎて発生する滑り現象が起こらないようにした。

他に、本発明のボールチェーンモジュールの端部は互いに繋がる構造に設計しているので、保持装置の長さは自由に必要な長さに組み立てられて、多種の異なる長さを持つ射出型を作ることがないため、コストを降下させることができる。

また、本発明のボールチェーンモジュールの間隔体は、固定装置を加えることができて、ピン、肋またはキーの構造で互いに合わせるパターンによって、互いに結合する間隔体が相対の角度ねじれが生じて離れることがないようにした。
より詳しく本発明の特徴と技術内容とを理解するために、下記の実施するための最良の形態を参考してください。この実施の形態及び図面は説明と参考用のため、本発明に対して何ら制限を加えるものではない。

図１は本発明のボールチェーンモジュールとガイドブロックと合わせる概略図である。その中の転がり素子（ボール）２０は例えば転がり玉であり、ガイドブロック１０内の転がり素子（ボール）２０はボールチェーンモジュール４０で保持されて定位し、転がり素子（ボール）２０が互いに一定の相対位置で転がって、ぶつかり合わないように順にガイドブロック１０内に配設され、転がって無限循環する。

図２は図１に示したボールチェーンモジュール４０における第一実施例の分解図である。図示するようにボールチェーンモジュール４０は、はさみ鎖状で組み立てた構造であって、すなわち二つの半はさみ鎖４０ａによって嵌ったもので、半はさみ鎖４０ａは、連接帯４１、間隔体４２及び端部４３等より構成される。間隔体４２及び端部４３は、それぞれ連接帯４１の保持連接帯４１１及び端部連接帯４１２で一体に繋がった中に間隔体４２を配設し、この間隔体４２間に転がり素子（ボール）２０を保持する構造であって、また両間隔体４２間に配置した転がり素子（ボール）２０が間隔体４２間の空間で転動することを可能とする。

図３は図２に示した半はさみ鎖４０ａの一部細部概略図である。図示するように間隔体４２は、ベース部４２１、支え部４２２及び嵌り部４２３の三つの部材より構成する。間隔体４２の嵌り部４２３の形状は、ペア形式を採用し、二つの半はさみ鎖４０ａが互いに合わさった際の接触面積を増す。はさみ鎖モジュールの間隔体４２をより適当に結合して脱落現象が起こらないようにした。支え部４２２は特定の角度でベース部４２１から伸びだして点接触方式で転がり素子（ボール）２０を保持する。ベース部４２１は、連接帯４１の保持連接帯４１１と一体になって複数の間隔体４２が保持連接帯４１１から鎖状に転がり素子（ボール）２０が特定の相対移動時に両間隔体４２間で保持されて転動でき、そして転がり素子（ボール）２０の転がりが干渉されないように両間隔体４２間の保持連接帯４１１の内縁を転がり素子外形の形状と合わせる形状に設計した。

図４は図２に示した半はさみ鎖４０ａにおけるその他の実施例に係る一部細部概略図である。その実施例は、間隔体４２の嵌り部４２３に固定装置を設けるものであって、それが嵌り部４２３のトップを互いに合わせるピン構造であって、嵌り部４２３の両側にそれぞれ一つの肋構造を設けることで、互いに合わせる方式で結合する間隔体４２同士が相対の角度ねじれを受けて離れることがないようにした。

図５は図２に示した半はさみ鎖４０ａにおける第三実施例の一部細部概略図である。その実施例は、間隔体４２の嵌り部４２３に設ける固定装置をキー構造に設計し、同様に互いに合わせるパターンで結合する間隔体４２同士が相対の角度ねじれを受けて離れることがないようにした。

図６は、本発明ボールチェーンモジュール４０の間隔体４２の嵌り部分の断面図である。両半はさみ鎖４０ａの間隔体４２に嵌り部４２３があって、半はさみ鎖４０ａの間隔体４２が互いに結合できるようにする。ボールチェーンモジュール４０に完全間隔体４２を形成する。間隔体４２のベース部４２１の形状及び大きさは、支え部４２２の配置と転がり素子（ボール）２０とガイドブロック１０中における回流の曲率とで決定して、図６の（Ａ）の間隔体が組み立ててから棒状になってその嵌り部４２３は凹凸形状に設計して、その支え部４２２の配置は放射状の方向へ延伸する。図６の（Ｂ）の主な相違点は間隔体４２が組み立て後の形状が球状となる点である。図６の（Ｃ）の主な相違点は嵌り部４２３を双凹凸形状に設計した点にある。図６の（Ｄ）の主な相違点は支え部４２２の配置が垂直保持連接帯４１１の方向へ延伸する点である。

図７は、本発明ボールチェーンモジュール４０のはさみ鎖端部４３，４４の立体概略図である。図８は、本発明ボールチェーンモジュール４０のはさみ鎖端部４３，４４の断面概略図である。本発明の半はさみ鎖４０ａの一端は、端部４３でもう一端は端部４４であって、端部４３及び端部４４は皆端部連接帯４１２で繋がるものであって、図７に示すように、端部連接帯４１２に良い変形性を持たせるため、端部連接帯４１２を曲がり構造となるように設計する。なお、本発明のボールチェーンモジュール４０の端部４３，４４には、転がり素子（ボール）２０を互いに結合及び保持する機能を備え、図８に示すように、端部４３の内側に転がり素子（ボール）２０の外形と合わせる受け部４３１が設けてあり、これによりボールチェーンモジュール４０中の最も外にある転がり素子（ボール）２０が覆われて、端部４３の外側にも転がり素子（ボール）２０の外形と合わせる外接部４３２があって、ボールチェーンモジュール４０の外側に一つの転がり素子（ボール）２０を外接できる。また、端部４４を端部４３に嵌め込んで端部４３と４４と互いに結合させ、それに端部４４が端部４３の受け部４３１と合わせる一側に受け部４４１を設けて、端部４４と端部４３が良好な組み合わせとなる。

図９は、本発明におけるその他の転がり素子のボールチェーンモジュールの概略図である。その中の転がり素子（円柱）５０は、例えば転がり柱であり、また前述した実施例と同様な方式で、そのボールチェーンモジュールははさみ鎖状で嵌った構造であって、その中の間隔体４２は転がり素子（円柱）５０を間隔、保持する構造であって、二つの間隔体４２間に転がり素子（円柱）５０を入れて、転がり素子（円柱）５０を両間隔体４２間の空間で転動を可能とする。

図１０は図１に示したボールチェーンモジュールのその他の実施例の概略図である。図中の半はさみ鎖４０ｂの両端にそれぞれ端部４３と端部４４を設け、連接帯４１で端部４３と端部４４及び間隔体４２を一体にする。その特徴は、半はさみ鎖４０ｂの中央位置に一体成型の中央端部４５を設けることであって、またその中央端部４５の両側の間隔体４２数及び配置位置は皆対称である。組み立てる時は、先ず一つの転がり素子（ボール）２０を中央端部４５に入れて、また図中の矢印が示すように、中央端部４５の両側を上へ折りたたんで、一つの間隔体４２を結合すると、一つの転がり素子（ボール）２０を順に入れて一つ完全のボールチェーンモジュールを完成させる。

上記の詳しい説明は本発明の実施例に関する具体的な説明である。ただし、その実施例は本発明を何ら制限するものではなくて、本発明の技術の精神から離れることがない実施又は変更については、特許請求の範囲の各請求項に含まれるべきである。

本発明に係るボールチェーンモジュールとガイドブロックとの合わせ概略図である。 図１のボールチェーンモジュールの第一実施例の一部分解図である。 図２の半はさみ鎖の一部細部概略図である。 図２の半はさみ鎖におけるもう一つの実施例の一部細部概略図である。 図２の半はさみ鎖第三実施例の一部細部概略図である。 本発明に係るボールチェーンモジュールの間隔体嵌りの断面図である。 本発明に係るボールチェーンモジュールのはさみ鎖端部における立体概略図である。 本発明に係るボールチェーンモジュールのはさみ鎖端部の断面概略図である。 本発明におけるその他の転がり素子を用いたボールチェーンモジュールの概略図である。 図１のボールチェーンモジュールの第二実施方法の概略図である。 従来の技術の単一保持器の概略図である。 従来の技術において連結保持器の概略図である。

符号の説明

１０ ガイドブロック
１１ ガイドブロック
２０ 転がり素子（ボール）
３０ 単一保持器
３１ 連結保持器
３１１ 間隔ブロック
３１２ 連結鎖
４０ ボールチェーンモジュール
４０ａ 半はさみ鎖
４０ｂ 半はさみ鎖
４１ 連接帯
４１１ 保持連接帯
４１２ 端部連接帯
４２ 間隔体
４２１ ベース部
４２２ 支え部
４２３ 嵌り部
４３ 端部
４３１ 受け部
４３２ 外接部
４４ 端部
４４１ 受け部
４５ 中央端部
５０ 転がり素子（円柱）

Claims (7)

1. 多数の転がり素子を順にその間に保持させて構成するボールチェーンモジュールであって、
   前記転がり素子を所定の間隔で保持して転動可能とする複数の間隔体と、
   前記ボールチェーンモジュールの両端に位置し、内側で前記転がり素子をボールチェーンモジュール内に保持させ、またその外側に別の転がり素子を外接できる端部と、
   前記複数の間隔体及び端部を一体に繋げる連接帯と、からなる一対の半はさみ鎖を相対向して構成し、
   前記各半はさみ鎖の間隔体は、相互に嵌合して連結可能な嵌り部と、異なる角度で伸びだした複数本の支え部とを有し、
   前記複数本の支え部により、点接触方式で転がり素子を保持することを特徴とする、
   ボールチェーンモジュール。
2. 請求項１に記載のボールチェーンモジュールにおいて、前記間隔体の嵌り部は凹状又は凸状であり、前記凹状嵌り部と前記凸状嵌り部とを組み合わせて、結合させた間隔体同士が離れないようにすることを特徴とする、ボールチェーンモジュール。
3. 請求項１に記載のボールチェーンモジュールにおいて、前記半はさみ鎖の連接帯は、その両間隔体の間を転がり素子の外形と合わせる形状に形成し、これにより転がり素子の転動が干渉されないことを特徴とする、ボールチェーンモジュール。
4. 請求項１に記載のボールチェーンモジュールにおいて、前記半はさみ鎖の端部は、互いに接続しており、前記端部は一方と他方とが組み合う形状となっており、前記一方の端部が前記転がり素子と前記他方の端部との間に位置することを特徴とする、ボールチェーンモジュール。
5. 請求項１に記載のボールチェーンモジュールにおいて、前記半はさみ鎖の両端間の中間位置に一体成型の中央端部を設置し、その中央端部の両側の間隔体の数及び配置は全て対称であって、前記半はさみ鎖の端部は、互いに接続しており、前記端部は一方と他方とが組み合う形状となっており、前記一方の端部が前記転がり素子と前記他方の端部との間に位置することを特徴とする、ボールチェーンモジュール。
6. 請求項１に記載のボールチェーンモジュールにおいて、前記転がり素子は、転がり玉であることを特徴とする、ボールチェーンモジュール。
7. 請求項１に記載のボールチェーンモジュールにおいて、前記転がり素子は、柱状の転がり素子であることを特徴とする、ボールチェーンモジュール。

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