JP4592704B2 - リニアガイド装置 - Google Patents

Description

本発明は、インナブロックとアウタブロックが多数のボールを介して組みつけられ、例えばアウタブロックに固定されたテーブル等の可動体をインナブロックに沿って自在に往復運動させることが可能なリニアガイド装置に係り、特に、前記インナブロックとアウタブロックの間にボールを配列したボールケージが介装され、このボールケージがアウタブロック又はインナブロックの運動に伴って往復運動するタイプのリニアガイド装置に関する。

従来、各種産業機械においてテーブル等の可動体の直線移動を支承するリニアガイド装置のうち、軽荷重用途向けの装置としては、ボールケージを用いた有限ストロークタイプのものが知られている。この有限ストロークタイプのリニアガイド装置は、例えば、チャネル状に形成されると共に機械装置のベース部に固定される軌道レールと、この軌道レールに具備されたガイド溝内に遊嵌する移動ブロックと、これら軌道レールと移動ブロックとの間で荷重を負荷しながら転走する複数のボールと、前記軌道レールと移動ブロックとの隙間に介在する薄板状のボールケージとから構成されている。

前記ボールケージには個々のボールを回転自在に保持するための保持孔が所定の配列で複数設けられており、各保持孔は該ボールケージの内周面と外周面との間を貫通している。これにより、各保持孔に保持されたボールが軌道レール及び移動ブロックのボール転走溝に対して接触し得るようになっている。また、前記ボールケージの軸方向長さはナット部材の軸方向長さよりも短く形成されており、軌道レールに対して移動ブロックを移動させると、ボールの転走に伴ってボールケージが移動ブロックと軌道レールの隙間を軸方向へ移動するように構成されている。また、移動ブロックの移動方向における前後両端面にはストッパ部材が夫々設けられており、ボールの転走と共に移動したボールケージが移動ブロックから離脱するのを防止している。通常、ボールが軌道レール及び移動ブロックのボール転走溝を完全に転がっている状態では、軌道レールに対する移動ブロックのストロークは軌道レールに対するボールの転走距離の２倍である。従って、このようなボールケージを用いたリニアガイド装置では、移動ブロックに対するボールケージのストロークの２倍の距離が軌道レールに対する移動ブロックのストローク距離ということになり、ボールケージがストッパ部材に突き当たると、軌道レールに対する移動ブロックのストロークが制限されることになる。

従来、前記ボールケージとしては、金属薄板をプレス加工で打ち抜いて前記ボールの保持孔を形成したものが知られている（特開平２−２９８４４５号公報、特開平５−１８４１４号公報等）。この金属製のボールケージでは、打ち抜いた保持孔の周囲にボールを保持するための突片が形成されており、ボールを保持孔に収容した後に前記突片をかしめることで、ボールを保持孔の内部に封じ込めることができるようになっている。
特開平２−２９８４４５号公報 特開平５−１８４１４号公報 特開平５−２３１４３１号公報

しかし、このような金属製のボールケージは、移動ブロックと軌道レールとの隙間に合わせて複雑な形状に形成するのが困難であり、例えばボールケージに配列するボールが１列であれば比較的容易に加工することが可能であるが、移動ブロックと軌道レールとの間に配置された２列のボールを１枚のボールケージで保持しようとすると、いきおいボールケージの形状が複雑なものとなり、その加工が煩雑なものとなる。また、ボールの直径に対して金属薄板の厚みが薄いので、ボールの周囲にグリース等の潤滑剤を保持し難く、ボールとボール転走面との接触を十分に潤滑することができないといった懸念がある。更に、前記突片をかしめることでボールをボール保持孔の内部に閉じ込めるのだが、このかしめ作業の精度が悪いと、突片が常にボールと接触してしまうことになり、ボールの回転が阻害されてしまう。このため、ボールをボール保持孔に閉じ込める作業に手間がかかるといった問題点があった。

一方、特開平５−２３１４３１号公報には合成樹脂から形成したボールケージが開示されている。このボールケージは合成樹脂の射出成形によって形成され、かかる射出成形の際にボールを中子として金型内にインサートしておくことにより、ボールが直接封じ込められたボールケージを製作している。このボールケージでは、ボールを保持孔内に配列して封じ込めるといった手間のかかる作業を省略することができ、ボールケージの製作における省力化という点では非常に優れたものであった。

しかし、このようにボールを中子として利用した射出成形でボールケージを製作すると、各ボールが収容されている保持孔はボールの直径と略同一であり、保持孔がボールを軽く締めつけていることから、ボールに円滑な回転を与え難いといった欠点もあった。このため、特開平９−１４２６４号公報に開示されるボールケージでは、射出成形後のボールケージを油に浸漬し、合成樹脂を膨潤させることによって、ボールと保持孔との間に隙間を作ることが行われているが、合成樹脂の膨潤によって隙間が形成されるまでに数時間の時間を要する他、過大な隙間の形成を防ぐためにボールケージの浸漬時間の管理が必要になる等、その生産に手間と時間がかかるといった問題点があった。

また、特開平１１−２４７８５６号公報には、このような射出成形によるボールケージの問題点に鑑みたボールケージの製造方法が提案されている。すなわち、ボールケージの射出成形を行う金型内にボールの直径よりも大きな径を有するボール型を所定の間隔で突出配置し、前記ボール型が配列されたボールケージを成形した後、かかるボールケージからボール型を強引に引き剥がし、最後に前記ボール型によって形成されたボール保持孔に対して強引にボールを押し込み、これらボールをボール保持孔によって回転可能に保持させている。

このボールケージでは射出成形により形成した連結体ベルトからボール型を強引に引き剥がし、かかるボール型で形成されたボール保持孔に対して後からボールを押し込むので、ボールケージを形成する合成樹脂は比較的軟質なものでなければならなかった。しかし、前述の如く有限ストロークタイプのリニアガイド装置の場合には、ボールケージがストッパ部材に突き当たることで、軌道レールに対する移動ブロックのストローク量が制限されていることから、ボールケージとして軟質な材料を使用したのでは、かかるボールケージがストッパに突き当たった際に歪んでしまい、軌道レールと移動ブロックに接触してしまうといったトラブルが懸念される。このため、有限ストロークタイプのリニアガイド装置においては、特開平１１−２４７８５６号公報に開示される製造方法を用いてボールケージを形成することができなかった。

本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その第１の目的とするところは、軌道レールと移動ブロックの形状に応じてボールケージの形状を容易に形成することが可能であると共に、かかるボールケージが軌道レールと移動ブロックの間で２列に配列されたボールを同時に保持することが可能であり、しかもボールケージに配列された個々のボールの潤滑性に優れ、ボールを円滑に回転させることで軌道レールに対する移動ブロックの滑らかな運動を図ることが可能なリニアガイド装置を提供することにある。

また、本発明の第２の目的は、軌道レールと移動ブロックの形状に応じてボールケージの形状を容易に形成することが可能であると共に、多数のボールが該ボールケージに離脱不能に閉じ込められ、しかも該ボールケージを容易に生産することが可能な有限ストロークタイプのリニアガイド装置を提供することにある。

本発明のリニアガイド装置は、断面略矩形状に形成されると共に両側面には上下に隣接する２条１組のボール転走溝が夫々形成されたインナブロックと、このインナブロックが遊嵌する収容溝を有してチャネル状に形成され、かかる収容溝に面した内側面にインナブロックのボール転走溝と対向するボール転走溝が形成されたアウタブロックと、これらインナブロック及びアウタブロックのボール転走溝によって形成された負荷ボール通路内で荷重を負荷しながら転走する多数のボールと、前記インナブロックの外側面とアウタブロック内側面の隙間内に配置され、前記２条１組のボール転走溝を転走する多数のボールを所定の間隔で整列させる一対のボールケージとから構成されている。ここで、前記インナブロックとアウタブロックは、そのいずれか一方が機械装置のベッドやコラム等の固定部に固定されて軌道レールとなり、他方がテーブル等の可動体を搭載して移動ブロックとして利用される。

前記第１の目的を達成する前記ボールケージは、合成樹脂によって可撓性を具備しない薄板状に形成され、このボールケージに対して多数のボールが２列で配列される。このようにボールケージは合成樹脂製なので、射出成形などのモールド成形を用いることにより、インナブロックとアウタブロックの隙間に合致した複雑な形状を簡便に作ることが可能である。また、ボールケージが可撓性を具備しない薄板状に形成されることにより、かかるボールケージをインナブロックとアウタブロックとの隙間で真っ直ぐに保持することができ、運動中のインナブロツクまたはアウタブロックにボールケージが接触するのを防止することができる。

また、前記ボールケージの表裏両面には前記負荷ボール通路に対応して略半円状の隆起保持部が２条ずつ形成され、個々のボールを回転自在に収容する保持孔が前記隆起保持部を分断するように所定間隔で貫通形成されている。これにより、ボールを保持孔に収容した際にはボールの球面を隆起保持部によってより広い面積でつつみ込むことが可能であり、ボールと保持孔との隙間にグリース等の潤滑剤を良好に保持することが可能となる。その結果、ボールケージに対するボールの回転が円滑化すると共に、ボールとボール転走溝との間の油膜切れが防止され、ボールとボール転走溝を長期にわたって保護することができるものである。

更に、前記ボールケージに開設された保持孔の一方の開口はボール直径よりも小さく、他方の開口はボール直径よりも大きく形成され、前記保持孔内に収容されたボールを自在に交換することが可能となっている。このため、ボールケージをインナブロックとアウタブロックの間から引き出せば、かかるボールケージの保持孔内に収容されたボールを自在に交換することが可能であり、収容するボールの直径を変更することで、インナブロックとアウタブロックとの間でボールに与える予圧を容易に調整することが可能となる。

一方、前記第２の目的を達成するボールケージは、合成樹脂からなる第１ケージ板と第２ケージ板とを貼り合わせて可撓性を具備しない薄板状に形成されている。このようにボールケージは合成樹脂製なので、射出成形などのモールド成形を用いることにより、インナブロックとアウタブロックの隙間に合致した複雑な形状を簡便に作ることが可能である。また、ボールケージが可撓性を具備しない薄板状に形成されることにより、かかるボールケージをインナブロックとアウタブロックとの隙間で真っ直ぐに保持することができ、運動中のインナブロックまたはアウタブロックにボールケージが接触するのを防止することができる。

また、前記第１ケージ板及び第２ケージ板の夫々には個々のボールを貼り合わせ面側から挿入して保持することが可能な分割孔が相対応する位置に形成され、これら第１ケージ板と第２ケージ板とを貼り合わせることによって相対応する分割孔が重なり合い、ボールが離脱不能に包持された保持孔が形成されている。すなわち、かかるボールケージによれば、第１ケージ板及び第２ケージ板を合成樹脂の射出成形などの手法で形成した後、これらを貼り合わせてボール保持孔を形成するるだけで、これらのボール保持孔に対してボールを離脱不能に閉じ込めることができ、従来のボールケージよりも極めて容易に且つ低コストでボールケージを生産することができるものである。

本発明を適用したリニアガイド装置の第１の実施形態を示すものであり、分図（ａ）は平面図、分図（ｂ）は一部切欠き側面図である。 図１に示すリニアガイド装置のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 図１に示すリニアガイド装置のＩＩＩ矢視図である。 図１に示すリニアガイド装置のボールケージを示す斜視図である。 図４に示すボールケージの詳細を示す図であり、分図（ａ）は平面図、分図（ｂ）はｂ−ｂ線断面図である。 本発明を適用したリニアガイド装置の第２の実施形態を示すものであり、分図（ａ）は平面図、分図（ｂ）は一部切欠き側面図である。 図６に示すリニアガイド装置の正面断面図である。 図６に示すリニアガイド装置のボールケージを示す斜視図である。 図６に示すリニアガイド装置のボールケージを示すものであり、分図（ａ）は平面図、分図（ｂ）は側面図である。 図９に示すボールケージのＸ−Ｘ線断面図である。 第１ケージ板と第２ケージ板とを分離した状態を示す断面図である。 図９のＸＩＩ矢視図である。

符号の説明

１…軌道レール（インナブロック）、２…移動ブロック（アウタブロック）、３…ボール、４…ボールケージ、５，６…ストッパプレート、４０…保持片、４１…中央突条、４２…ボール保持孔

以下、添付図面を参照しながら本発明のリニアガイド装置を詳細に説明する。

図１及び図２は本発明を適用したリニアガイド装置の第１の実施形態を示すものであり、図１の分図（ａ）は平面図、分図（ｂ）は側面図、図２は図１（ａ）のＩＩ−ＩＩ線における正面断面図である。このリニアガイド装置は、断面略矩形状に形成されたインナブロックとしての軌道レール１と、チャネル状に形成されると共に多数のボール３を介して前記軌道レール１に組付けられたアウタブロックとしての移動ブロック２と、これら軌道レール１と移動ブロック２との間でボール３を整列させるボールケージ４とから構成されている。

前記軌道レール１にはこれを上下に貫通するようにしてボルト孔１０が形成されており、このボルト孔１０に挿通させた固定ボルト（図示せず）を機械装置の固定部に締結することで、軌道レール１を機械装置に固定することができるようになっている。また、前記ボルト孔１０としては直径の異なる２種類のボルト孔１０ａ，１０ｂが交互に設けられており、いずれか任意のボルト孔１０，１０ｂを用いて軌道レール１の固定を行い得るように構成されている。

この軌道レール１の両側面には該軌道レール１の軸方向に沿ってケージ収容溝１１が夫々形成されており、前述したボールケージ４の一部がこのケージ収容溝１１に遊嵌するようになっている。また、このケージ収容溝１１の開口縁には該ケージ収容溝１１の上下に位置して２条のボール転走溝１２ａ，１２ｂが形成されている。これら２条のボール転走溝１２，１２ｂのうち、上側に位置するボール転走溝１２ａは軌道レール１の幅方向（紙面左右方向）に対して４５°下向きに形成されており、下側に位置するボール転走溝１２ｂは軌道レール１の幅方向（紙面左右方向）に対して４５°上向きに形成されている。

一方、前記移動ブロック２は、軌道レール１の上面に対応した結合ウェブ２ａと、前記軌道レール１の側面に対向すると共に前記結合ウェブ２ａから垂下する一対のスカート部２ｂ，２ｂとを有しており、これら結合ウェブ２ａとスカート部２ｂ，２ｂによってチャネル条に形成されると共に、軌道レール１の上半分を収容する収容溝２０を区画している。結合ウェブ２ａの上面には前記スカート部２ｂの上方に位置してテーブル等の可動体の取付面２１が形成されており、この取付面２１には可動体を締結するためのタップ孔２２が加工されている。

また、軌道レール１の側面と対向する前記スカート部２ｂの内側面には、軌道レール１のボール転走溝１２ａ，１２ｂと対向するボール転走溝２３ａ，２３ｂが形成されており、このようにして軌道レール１側のボール転走溝１２ａ，１２ｂと移動ブロック２側のボール転走溝２３ａ，２３ｂが互いに対向することにより、ボール３が転走する負荷ボール通路が形成される。すなわち、ボール３は軌道レール１のボール転走溝１２ａ，１２ｂと移動ブロック２のボール転走溝２３ａ，２３ｂの双方に接触し、移動ブロック２に作用する荷重を負荷しながら転走する。これにより、移動ブロックは軌道レールの軸方向と垂直な面内に作用するあらゆる方向の荷重を負荷しながら、かかる軌道レールに沿って軽く移動することが可能となっている。

軌道レール１の側面と移動ブロック２のスカート部２ｂの内側面との間には薄板状のボールケージ４が介装されており、軌道レール１と移動ブロック２の間を転走するボール３はこのボールケージ４に配列されている。従って、ボール３が軌道レール１のボール転走面１２ａ，１２ｂ及び移動ブロック２のボール転走面２３ａ，２３ｂを転走すると、これらボール３共に軌道レール１及び移動ブロック２に対して移動する。このボールケージ４は移動ブロック２の全長、すなわちボール転走面２３ａ，２３ｂの長さよりも短く形成されている。移動ブロック２の長手方向（軸方向）における両端面には一対のストッパプレート５が止めねじ５０によって固定されており、ボール３と共に移動するボールケージ４はこのストッパプレート５に突き当たることにより、その移動が係止される。すなわち、これらストッパプレート５はボールケージ４のストローク範囲を制限している。移動ブロック２は軌道レール１に対するボール３の転走速度の２倍の速度で該軌道レール１に対して移動するので、かかる移動ブロック２は前記ストッパプレート５によって制限されたボールケージ４のストロークの２倍だけ軌道レール１に対して移動することができる。

また、ボールケージ４がストッパプレート５によって係止されても、ボール３に十分な予圧が与えられていない状況では、ボール３と軌道レール１のボール転走面１２ａ，１２ｂ及び移動ブロック２のボール転走面２３ａ，２３ｂの間に滑りが生じ、ボールケージ４が移動ブロック２と共に軌道レール１から抜け出してしまう懸念がある。このため、図３に示すように、軌道レール１の両端にもストッパプレート６が止めねじ６０によって固定されている。このストッパプレート６軌道レール１の両側面に形成されたケージ収容溝１１に突出するので、このケージ収容溝１１内を移動するボールケージ４は軌道レール１の端部に至るとストッパプレート６に突き当たり、それによって軌道レール１に対するボールケージ４のストローク範囲が制限されるようになっている。

図４及び図５は前記ボールケージ４を示すものである。このボールケージ４は合成樹脂の射出成形によって形成されており、軌道レール１の一方の側面に形成された２条のボール転走溝１２ａ，１２ｂを転走する２列のボール３を同時に保持するように構成されている。このボールケージ４は、ボール３を１列に配した２枚の薄板状の保持片４０を中央突条４１で連結して断面略Ｌ字状に形成されており、各保持片４０には長手方向に沿って等間隔でボール保持孔４２が貫通形成されている。このボール保持孔４２はボール３の直径よりも僅かに大きく形成されており、その内部にボール３を回転自在に収容する。

ボールケージ４は軌道レール１と移動ブロック２の隙間に介装されることから、かかるボールケージ４に撓みが生じると、軌道レール１又は移動ブロック２との接触発生し、軌道レール１に対する移動ブロック２の運動が重くなってしまう。このため、ボールケージ４は比較的硬質の樹脂材料によって形成され、極力その可撓性を排除するように形成されている。

図２に示されるように、このボールケージ４は前記中央突条４１が軌道レール１のケージ収容溝１１内に配置され、かかるケージ収容溝１１から上下に延びるようにして一対の保持片４０，４０が軌道レール１と移動ブロック２の隙間に配置される。

また、各保持片４０の表裏には前記負荷ボール通路に対応した略半円状の隆起保持部４３が形成されており、前記ボール保持孔４２はこの隆起保持部４３を分断するように形成されている。図５の分図（ｂ）の断面図から把握されるように、この隆起保持部４３の高さはボール保持孔４２内に収容されたボール３よりも僅かに低く、軌道レール１のボール転走溝１２ａ，１２ｂ及び移動ブロック２のボール転走溝２３ａ，２３ｂに接触せず、それでいてボール３の球面を可及的に広くカバーする高さに形成されている。

更に、前記ボール保持孔４２の内周面はボール３の球面に倣った形状に形成されており、前述の隆起突起部４３の形成と相まって、かかルボール保持孔４２はボール３の球面を可及的に広い範囲で包み込んでいる。これにより、ボール３とボール保持孔４２の隙間にグリース等の潤滑剤を良好に保持することができ、ボールケージ４に対するボール３の回転が円滑化する他、ボール３とボール転走溝１２ａ，１２ｂ，２３ａ，２３ｂとの潤滑も良好なものとなり、軌道レール１に対して移動ブロック２を高速で繰り返し往復運動をさせても、ボール３の球面及びボール転走溝１２ａ，１２ｂ，２３ａ，２３ｂを長期にわたって保護することが可能となる。

前記ボール保持孔４２の開口径は中央突条が形成された表面側でボール３直径よりも僅かに大きく、それと反対の裏面側ではボール３の直径よりも僅かに小さく、ボールケージ４の表面側からボール保持孔４２に挿入したボール３が裏面側には抜け出さないようになっている。すなわち、ボール保持孔４２に対しては中央突条４１が形成された表面側からボール３の出し入れを行うことが可能となっている。このため、ボール保持孔４２に収容したボール３の交換を容易に行うことができ、軌道レール１と移動ブロック２との間におけるボール３の予圧調整を容易に行うことが可能である。

前述のように、このボールケージ４は中央突条４１で一対の保持片４０を結合した形状に形成されており、中央突条４１を中心として屈曲した形状に形成されていることから、ボール３が配列された長手方向に関しては曲げ剛性が高いものとなっている。このため、ボールケージ４がそのストローク範囲の両端において移動ブロック２のストッパプレート５、あるいは軌道レール１のストッパプレート６に衝突したとしても、ボールケージ４が撓むことがなく、かかるボールケージ４が軌道レール１や移動ブロック２と接触するのを防止することができるようになっている。

また、ボールケージ４のボール保持孔４２に対するボール３の挿入は、中央突条４１が設けられた表面側、すなわち該ボールケージ４の屈曲方向と反対側の面から行われることから、中央突条４１の両側に位置するボール保持孔４２に対して同時にボール３を挿入することができる。例えば、容器蓄えられた多数のボールに対して中央突条４１を上にした状態で該ボールケージ４を挿入した後、かかるボールケージ４を持ち上げると、総てのボール保持孔４２に対してボール４を一度に収容することができ、ボールケージ４に対するボール３の配列作業を容易に完了することができるといった利点がある。

図６及び図７は本発明を適用したリニアガイド装置の第２の実施形態を示すものであり、図６の分図（ａ）は平面図、分図（ｂ）は側面図、図７は正面断面図である。このリニアガイド装置は、断面略矩形状に形成されたインナブロックとしての軌道レール１０１と、断面略矩形状に形成されると共に多数のボール１０３を介して前記軌道レール１０１の両側面に組付けられたアウタブロックとしての一対の移動ブロック１０２と、これら軌道レール１０１と移動ブロック１０２との間でボール１０３を整列させるボールケージ１０４とから構成されており、図７に示すように、軌道レール１０１を挟むようにして配置された一対の移動ブロック１０２をテーブル等の可動体Ｔに固定することにより、かかる可動体Ｔを軌道レール１０１に沿って自在に往復運動させることができるようになっている。

前記軌道レール１０１にはこれを上下に貫通するようにしてボルト孔１１０が形成されており、このボルト孔１１０に挿通させた固定ボルト（図示せず）を機械装置の固定部に締結することで、軌道レール１０１を機械装置に固定することができるようになっている。

この軌道レール１０１の両側面には該軌道レール１０１の軸方向に沿ってケージ収容溝１１１が夫々形成されており、前述したボールケージ１０４の一部がこのケージ収容溝１１１に遊嵌するようになっている。また、このケージ収容溝１１１の開口縁には該ケージ収容溝１１１の上下に位置して２条のボール転走溝１１２ａ，１１２ｂが形成されている。これら２条のボール転走溝１１２，１１２ｂのうち、上側に位置するボール転走溝１１２ａは軌道レール１０１の幅方向 （紙面左右方向）に対して４５°下向きに形成されており、下側に位置するボール転走溝１１２ｂは軌道レール１０１の幅方向（紙面左右方向）に対して４５°上向きに形成されている。

一方、前記軌道レール１０１を挟むようにして可動体Ｔに取り付けられた一対の移動ブロック１０２は互いに同一のものであり、向きを入れ替えて可動体Ｔに固定されている。各移動ブロック１０２は断面略矩形状に形成されており、その上面には可動体Ｔの取付面１２１が形成されており、移動ブロック１０２に貫通形成されたタップ孔１２２がこの取付面１２１に開口している。従ってこのタップ孔１２２に固定ボルト （図示せず）を締結することで、可動体Ｔを移動ブロック１０２に固定しうるようになっている。

また、軌道レール１０１の側面と対向する各移動ブロック１０２の側面には軌道レール１０１のボール転走溝１１２ａ，１１２ｂと対向するボール転走溝１２３ａ，１２３ｂが形成されており、このようにして軌道レール１０１側のボール転走溝１１２ａ，１１２ｂと移動ブロック１０２側のボール転走溝１２３ａ，１２３ｂが互いに対向することにより、ボール１０３が転走する負荷ボール通路が形成される。すなわち、ボール１０３は軌道レール１０１のボール転走溝１１２ａ，１１２ｂと移動ブロック１０２のボール転走溝１２３ａ，１２３ｂの双方に接触し、移動ブロック１０２に作用する荷重を負荷しながら転走する。可動体Ｔには互いに向かい合うようにして一対の移動ブロック１０２が固定されており、これら移動ブロック１０２によって軌道レール１０１は両側から挟まれているので、これにより可動体Ｔは軌道レール１０１の軸方向と垂直な面内に作用するあらゆる方向の荷重を負荷しながら、かかる軌道レール１０１に沿って軽く移動することが可能となっている。

軌道レール１０１の側面と移動ブロック１０２の側面との間には薄板状のボールケージ１０４が介装されており、軌道レール１０１と移動ブロック１０２の間を転走するボール１０３はこのボールケージ１０４に配列されている。従って、ボール１０３が軌道レール１０１のボール転走面１１２ａ，１１２ｂ及び移動ブロック１０２のボール転走面１２３ａ，１２３ｂを転走すると、ボールケージ１０４はこれらボール１０３と共に軌道レール１０１及び移動ブロック１０２に対して移動する。このボールケージ１０４は移動ブロック１０２の全長、すなわちボール転走面１２３ａ，１２３ｂの長さよりも短く形成されている。移動ブロック１０２の長手方向（軸方向）における両端面には一対のストッパプレート１０５が止めねじ（図示せず）によって固定されており、ボール１０３と共に移動するボールケージ１０４はこのストッパプレート１０５に突き当たることにより、その移動が係止される。すなわち、これらストッパプレート１０５はボールケージ１０４のストローク範囲を制限している。移動ブロック１０２は軌道レール１０１に対するボール１０３の転走速度の２倍の速度で該軌道レール１０１に対して移動するので、かかる移動ブロック１０２は前記ストッパプレート１０５によって制限されたボールケージ１０４のストロークの２倍だけ軌道レール１０１に対して移動することができる。

また、ボールケージ１０４がストッパプレート１０５によって係止されても、ボール１０３に十分な予圧が与えられていない状況では、ボール１０３と軌道レール１０１のボール転走面１１２ａ，１１２ｂ及び移動ブロック１０２のボール転走面１２３ａ，１２３ｂの間に滑りが生じ、ボールケージ１０４が移動ブロック１０２と共に軌道レール１０１から抜け出してしまう懸念がある。このため、軌道レール１０１の両端にもストッパプレート１０６が固定されている。尚、移動ブロック１０２に取り付けられたストッパプレート１０５と軌道レール１０１に取り付けられたストッパプレート１０６は、移動ブロック１０２が軌道レール１０１に沿って移動しても、互いに干渉しないように設けられている。

図８及び図９は前記ボールケージ１０４を示すものである。このボールケージ１０４は合成樹脂の射出成形によって形成された第１ケージ板１０４ａ及び第２ケージ板１０４ｂを貼り合わせて構成されており、軌道レール１０１の一方の側面に形成された２条のボール転走溝１１２ａ，１１２ｂを転走する２列のボール１０３を同時に保持するように構成されている。図５に断面図を示すように、このボールケージ１０４は、軌道レール１０１のケージ収容溝１１１に遊嵌する中央突条１４０を有すると共に、この中央突条１４０の両側にボール１０３を各１列に配した一対の板状保持部１４１を備え、これら保持部１４１が中央突条１４０を介して屈曲状に連結された形状をなしている。各保持部１４１には長手方向に沿って等間隔でボール保持孔１４２が貫通形成されており、その内部にボール１０３を回転自在に収容している。尚、図８はボール１０３が配列されたボールケージ１０４を示しているが、図９はボール１０３を収容することなく第１ケージ板１０４ａ及び第２ケージ板１０４ｂを貼り合わせたボールケージ１０４を示している。

ボールケージ１０４は軌道レール１０１と移動ブロック１０２の隙間に介装されることから、かかるボールケージ１０４に撓みが生じると、軌道レール１０１又は移動ブロック１０２との接触発生し、軌道レール１０１に対する移動ブロック１０２の運動が重くなってしまう。このため、ボールケージ１０４は比較的硬質の樹脂材料によって形成され、極力その可撓性を排除するように形成されている。

図７に示されるように、このボールケージ１０４は前記中央突条１４０が軌道レール１０１のケージ収容溝１１１内に配置され、かかるケージ収容溝１１１から上下に延びるようにして一対の保持部１４１，１４１が軌道レール１０１と移動ブロック１０２の隙間に配置される。

また、各保持部１４１の表裏には前記負荷ボール通路に対応した略半円状の隆起保持部１４３が形成されており、前記ボール保持孔１４２はこの隆起保持部１４３を分断するように形成されている。図１０の断面図から把握されるように、この隆起保持部１４３の高さはボール保持孔１４２内に収容されたボール１０３よりも僅かに低く、軌道レール１０１のボール転走溝１１２ａ，１１２ｂ及び移動ブロック１０２のボール転走溝１２３ａ，１２３ｂに接触せず、それでいてボール１０３の球面を可及的に広くカバーする高さに形成されている。

更に、前記ボール保持孔１４２の内周面はボール１０３の球面に倣った形状に形成されており、前述の隆起突起部１４３の形成と相まって、かかるボール保持孔１４２はボール１０３の球面を可及的に広い範囲で包み込んでいる。これにより、ボール１０３とボール保持孔１４２の隙間にグリース等の潤滑剤を良好に保持することができ、ボールケージ１０４に対するボール１０３の回転が円滑化する他、ボール１０３とボール転走溝１１２ａ，１１２ｂ，１２３ａ，１２３ｂとの潤滑も良好なものとなり、軌道レール１０１に対して移動ブロック１０２を高速で繰り返し往復運動をさせても、ボール１０３の球面及びボール転走溝１１２ａ，１１２ｂ，１２３ａ，１２３ｂを長期にわたって保護することが可能となる。

前記ボール保持孔１４２の開口径は中央突条が形成された表面側、それと反対の裏面側のいずれにおいてもボール１０３の直径よりも僅かに小さく、ボール保持孔１４２に収容されたボール１０３が抜け出さないようになっている。図１１は前記第１ケージ板１０４ａと第２ケージ板１０４ｂとの貼り合わせによって前記ボール保持孔１４２が形成される工程を示すものである。第１ケージ板１０４ａ及び第２ケージ板１０４ｂはボールケージ１０４をその厚さ方向に関して略２分割した形状に形成されており、前記中央突条１４０は第１ケージ板１０４ａに形成されている。第１ケージ板１０４ａ及び第２ケージ板１０４ｂの夫々には、これらの貼り合わせ面の方向からボール１０３を挿入することが可能な分割孔１４４が複数形成されているが、これら分割孔１４４におけるボール１０３の挿入方向と反対側の開口はボール１０３の直径よりも小さく形成されている。このため、図１０に示すように、先ずは第２ケージ板１０４ｂに形成された各分割孔１４４にボール１０３を挿入し、かかる第２ケージ板１０４ｂにボール１０３を保持させ、この状態から第１ケージ板１０４ａを第２ケージ板１０４ｂに貼り合わせると、各ケージ板１０４ａ，１０４ｂの分割孔１４４，１４４が重なり合ってボール保持孔１４２が形成され、ボール１０３がこのボール保持孔１４２の内部に回転自在に閉じ込められるようになっている。

第１ケージ板１０４ａと第２ケージ板１０４ｂの貼り合わせは接着剤を用いて行っても良いが、ボール１０３を第１ケージ板１０４ａ又は第２ケージ板１０４ｂのいずれか一方の分割孔１４４に保持した状態で貼り合わせを行うことから、貼り合わせた際に接着剤が分割孔１４４の内周面に漏れだしてしまうと、ボール１０３の表面に接着剤が付着してしまう。このため、好ましくは超音波溶着を用いて第１ケージ板１０４ａ及び第２ケージ板１０４ｂを貼り合わせるのがよい。その場合、第１ケージ板１０４ａ又は第２ケージ板１０４ｂのいずれか一方には超音波溶着のための溶着代を設ける必要がある。

このように第１ケージ板１０４ａと第２ケージ板１０４ｂとを貼り合わせてボールケージ１０４を完成させた場合、第１ケージ板１０４ａの分割孔１４４と第２ケージ板１０４ｂの分割孔１４４が正確に重なり合わないと、いずれかのケージ板１０４ａ，１０４ｂがボール１０３の球面と接触して、ボール１０３の円滑な回転が阻害される可能性がある。このため、前記第１ケージ板１０４ａの中央突条１４０には基準孔１４５が長手方向に所定の間隔をおいて貫通形成されると共に、前記第２ケージ板１０４ｂの幅方向の中央には第１ケージ板１０４ａの基準孔１４５に嵌合するい決めピン１４６が立設され、これら基準孔１４５と位置決めピン１４６とが互いに嵌合した状態で第１ケージ板１０４ａ及び第２ケージ板１０４ｂを貼り合わせている。これにより、ボール保持孔１４２を正確に形成して、ボール１０３の円滑な回転を確保することができるようになっている。

また、ボールケージ１０４はそのストロークエンドにおいて移動ブロック１０２のストッパプレート１０５又は軌道レール１のストッパプレート１０９に繰り返し突き当たることから、第１ケージ板１０４ａと第２ケージ板１０４ｂを貼り合わせ面がボールケージ１０４の移動方向（図４における紙面左右方向）の端部に表出してしまうと、譬え第１ケージ板１０４ａと第２ケージ板１０４ｂとを強固に溶着しておいたとしても、ストッパプレート１０５，１０９に突き当たった際の衝撃により、徐々に第１ケージ板１０４ａと第２ケージ板１０４ｂの貼り合わせ面に隙間が生じ、終いにはボールケージ１０４が第１ケージ板１０４ａと第２ケージ板１０４ｂに分解してしまう懸念がある。このため、図９の分図（ｂ）に示すように、第２ケージ板４ｂの貼り合わせ面の一方の端部には第１ケージ板４ａの厚さ及び形状に対応したカバープレート１４７が立設されており、また同様にして、第１ケージ板１０４ａの貼り合わせ面の一方の端部には第２ケージ板１０４ｂの厚さ及び形状に対応したカバープレート１４８が立設されており、これら第１ケージ板１０４ａ及び第２ケージ板１０４ｂを貼り合わせた際に、各カバープレート１４７，１４８が相手方のケージ板１０４ａ，１０４ｂの端部を覆うようになっている。従って、図１２に示すように、ボールケージ１０４の移動方向の端部はいずれか一方のケージ板１０４ａ，１０４ｂに形成されたカバープレート１４７，１４８に覆われており、第１ケージ板１０４ａと第２ケージ板１０４ｂの貼り合わせ面がボールケージ１０４の移動方向の端部に表出するのが防止されている。これにより、２枚のケージ板１０４ａ，１０４ｂを貼り合わせて構成したボールケージ１０４の耐久性の向上を図ることができるものである。

Claims (3)

1. 断面略矩形状に形成されると共に両側面には軸方向に沿ってケージ収容溝が形成され、これらケージ収容溝の上下に位置して２条１組のボール転走溝が夫々形成されたインナブロックと、
   このインナブロックが遊嵌する収容溝を有してチャネル状に形成され、かかる収容溝に面した内側面にインナブロックのボール転走溝と対向するボール転走溝が形成されたアウタブロックと、
   これらインナブロック及びアウタブロックのボール転走溝によって形成された負荷ボール通路内で荷重を負荷しながら転走する多数のボールと、
   前記インナブロックとアウタブロックとの間に配置され、前記２条１組のボール転走溝を転走する多数のボールを所定の間隔で整列させる一対のボールケージと、から構成され、
   前記ボールケージは合成樹脂によって可撓性を具備しない薄板状に形成され、ボールを１列に配した一対の保持片を中央突条で連結して断面略Ｌ字状に形成されると共に、各保持片の表裏両面には前記負荷ボール通路に対応して略半円状の隆起保持部が２条ずつ形成され、個々のボールを回転自在に収容する保持孔が前記隆起保持部を分断するように所定間隔で貫通形成され、
   前記ボールケージの中央突条は前記インナブロックのケージ収容溝内に配置される一方、前記一対の保持片は中央突条から斜め上方及び斜め下方に延びてその先端が前記アウタブロックの内側面と近接配置され、
   前記インナブロックの両端には前記ケージ収容溝内を移動するボールケージの中央突条を係止するストッパプレートが固定され、及び／又は、前記アウタブロックの両端には前記ボールケージの各保持片の先端を係止するストッパプレートが固定されることを特徴とするリニアガイド装置。
2. 前記保持孔の開口径は前記中央突条が形成された表面側でボール直径よりも大きく、それと反対の裏面側ではボール直径よりも小さく形成され、前記保持孔内に収容されたボールを交換自在であることを特徴とする請求項１記載のリニアガイド装置。
3. 前記保持孔の内周面はボール球面に倣った形状に形成されていることを特徴とする請求項１記載のリニアガイド装置。

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