JP6294664B2

JP6294664B2 - ボールスプライン

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Publication number: JP6294664B2
Application number: JP2013271765A
Authority: JP
Inventors: 祐一渋谷
Original assignee: Nippon Thompson Co Ltd
Current assignee: Nippon Thompson Co Ltd
Priority date: 2013-12-27
Filing date: 2013-12-27
Publication date: 2018-03-14
Anticipated expiration: 2033-12-27
Also published as: JP2015124869A

Description

この発明は，例えば，長尺なボールスプライン軸及び該ボールスプライン軸上に転動体を介して相対移動する外筒から構成されたボールスプラインに関する。

従来，ボールスプライン軸に沿って多数の転動体であるボールを介してスライダを直線往復運動させるボールスプラインは，産業用ロボット，半導体製造装置，工作機械等の各種装置に組み込まれて使用されている。本出願人が先に開発して特許出願したボールスプラインは，直動転がり案内ユニットにおける軌道溝の加工方法を適用してスライダの軌道溝を容易に且つ高精度で加工できるものである。該ボールスプラインは，スライダを構成するケーシングには、長手方向の全長にわたって延び且つボールスプライン軸に跨架するための開口が形成され、該開口の内面に位置する軌道溝を加工する際の基準面となる加工基準面がケーシングの外面に形成されている。ケーシングはハウジングの円形孔に嵌合可能であり且つ外面にハウジングの円形孔の内周面に支持可能な円弧面を有している。ボールスプライン軸の軸芯はハウジングの円形孔の軸芯から偏倚している（例えば，特許文献１参照）。

本出願人は，ボールスプライン軸受として，手の平に入るような小形のものを開発し，先に特許出願した。該ボールスプライン軸受は，ボールスプライン軸とそれに嵌挿して摺動する外筒から成り，外筒に形成された軌道溝が対向軌道溝間に嵌合されたボールの中心よりボールスプライン軸心側に円弧中心を有し，ボール径よりも大きい径の円弧面で軌道溝の入り口部分が形成されてボールの保持部になっており，対向軌道溝の底部が略Ｖ字状に切込溝を形成して断面略矢印状溝となり，その先端付近が軌道面に構成されている（例えば，特許文献２参照）。

また，直動案内ユニットとして，リターン路を外装パイプで形成したものを開発し，先に特許出願した。該直動案内ユニットは，ケーシングの袖部に形成した外側凹溝にリターン路を形成する外装パイプを配設し，外装パイプをエンドキャップのスペーサと一体構造に構成してスライダの組立を容易にし，全体的にスライダの構造をコンパクトでシンプルにして低コストに作製したものである。上記スライダは，平板状の上部とそれから垂下した袖部とから構成されているケーシング，その両端面にそれぞれ固着され且つ方向転換路が形成された一対のエンドキャップ，ケーシングの袖部の外側面に配設され且つエンドキャップに設けられた一対の外装パイプ，及び外装パイプ内に嵌挿され且つ内径孔がリターン路に形成された一対の内装パイプを備えている（例えば，特許文献３参照）。

特許第３３７１０３５号公報特公平３−６１０４６号公報特開２０１３−１５１８９号公報

しかしながら，上記ボールスプラインでは，ケーシングは中空円筒形に形成され，一部を全長にわたり開口し，外面に加工基準面を設けた断面Ｃ形であって，軌道溝を研削加工すると共に，ケーシングにリターン孔の通し孔を形成したので，リターン孔を形成するという分だけ，製造コストが高くなるという問題を有している。また，上記ボールスプライン軸受は，中空円筒形のケーシングに形成された軌道溝は断面略矢印状であるが，一般に軌道溝は，放電加工後にラップ加工を行うので，加工が面倒であり，製造コストが高価になり，また，軌道溝は研削加工ができないので，精度管理が難しいという問題がある。

ところで，上記直動案内ユニットは，リターン路を構成する外装パイプをスペーサと一体化させ，組み立てを容易にした構造である。そこで，本出願人は，ボールスプラインにおいて，負荷軌道路を構成する軌道溝は，ケーシングに形成することが大前提であるが，無負荷路であるリターン路は，金属製のケーシングに形成する必要がなく，合成樹脂材で作製しても強度的には十分であると考え，また，リターン路を合成樹脂材で成形加工できることによって製造コストを低減できることを確信し，その開発に注力した。

この発明の目的は，上記の課題を解決することであり，円筒形のケーシングを上面の加工基準面と一対の軌道溝を形成するように下面側に開口部を形成して断面略Ｃ形に形成し，開口より下側の領域に，合成樹脂材からなるエンドキャップを構成するスペーサにおける環状スペーサ部の端面からリターン路を形成するリターン路形成部を延ばしてスペーサとして一体構造に構成し，ケーシングの開口部の下側を一対のリターン路形成部で埋めて外筒を全体的に略円筒形に形成し，スペーサに転動体であるボールを保持する保持部を一体構造に設け，部品点数を少なくして構造をシンプルにし，外筒の組み立てを容易にし，製造コストを低減し，適正な強度を確保して小形化及び軽量化を達成し，省スペースを可能にしたボールスプラインを提供することである。

この発明は，長手方向の外周面対向位置に形成された一対の第１軌道溝を備えたボールスプライン軸，及び前記第１軌道溝に対応して長手方向内壁面にそれぞれ形成された第２軌道溝を備え且つ前記第１軌道溝と前記第２軌道溝から成る軌道路を転動する転動体であるボールを介して前記ボールスプライン軸に往復移動自在な外筒から成るボールスプラインにおいて，
前記外筒は，前記第２軌道溝が形成され且つ前記長手方向の全長にわたって前記ボールスプライン軸に跨架する開口部を備えた断面Ｃ形のケーシング，及び前記ボールスプライン軸を嵌挿して前記ケーシングの両端面にそれぞれ取り付けられた一対のエンドキャップを有し，
前記エンドキャップは，前記軌道路に連通する方向転換路の内周側方向転換路が形成されたスペーサと前記スペーサに接して配設されて前記内周側方向転換路と共働して前記方向転換路を構成する外周側方向転換路が形成されたエンドキャップ本体とから構成され，前記スペーサは，ケーシング側端面が前記ケーシングに接して配設され且つ反ケーシング側端面に前記内周側方向転換路が形成された環状スペーサ部と，前記環状スペーサ部の前記ケーシング側端面から前記ケーシングの前記第２軌道溝に平行に延びる通し孔のリターン路と前記第２軌道溝の一側に沿って延びる第１保持部が形成されたリターン路形成部と，前記環状スペーサ部の前記ケーシング側端面から前記ケーシングの前記内壁面に位置して前記第２軌道溝の他側に沿って延び且つ前記第１保持部と共働して前記軌道路を転走する前記ボールを保持する保持部を構成する第２保持部とから一体構造に構成されていることを特徴とするボールスプラインに関する。

このボールスプラインにおいて，前記スペーサに設けられた前記第１保持部と前記第２保持部は，前記第２軌道溝に沿って長手方向に延びる前記ボールを保持する爪部がそれぞれ形成されている。

また，前記環状スペーサ部は，前記内周側方向転換路に連通する前記第２軌道溝に対応する位置の前記環状スペーサ部の内周面に一対の凹部が形成されると共に，前記凹部から隔置した位置で対向配置された前記環状スペーサ部の前記リターン路に連通する貫通孔が形成されている。更に，前記リターン路形成部は，リターン路縁部の端面から突出する接続凸部を備えており，前記接続凸部は対向配置された前記環状スペーサ部に形成された前記貫通孔に嵌合して前記スペーサが周方向に位置決めされる。また，前記リターン路形成部に形成された前記接続凸部の突出長さは，前記環状スペーサ部の長手方向長さと同一に形成され，前記外筒に形成される前記リターン路の長さが同一に形成される。

また，前記ケーシングは，前記開口部とは反対側の外周面に形成された平面から成る加工基準面を備えており，前記エンドキャップは，前記ケーシングの前記加工基準面から突出せず平行に延びる平面部が形成されている。

また，前記リターン路形成部は，前記環状スペーサ部側の第１リターン路形成部の断面積が先端側の第２リターン路形成部の断面積より大きく形成され，前記第１リターン路形成部と前記第２リターン路形成部との境界が段部となる当接面に形成され，前記スペーサを前記ケーシングを介して対向配置した状態では，前記当接面が長手方向で互いに当接して前記スペーサが長手方向に位置決めされる。更に，前記リターン路形成部は，前記第２軌道溝に沿う端面に前記第１保持部が形成され，反対側の端面で前記第１リターン路形成部が断面Ｖ字形凹部に且つ前記第２リターン路形成部が断面Ｖ字形凸部に形成され，前記スペーサを前記ケーシングを介して対向配置した状態では，それぞれの前記スペーサの前記リターン路形成部の前記断面Ｖ字形凸部と前記断面Ｖ字形凹部とが互いに係合して前記スペーサが周方向に位置決めされる。

また，前記環状スペーサ部は，前記エンドキャップ本体と接する外端面から突出する突出部を備えており，前記突出部は前記エンドキャップ本体に形成された凹部に嵌合して前記エンドキャップ本体と前記スペーサとが位置決めされる。

また，前記環状スペーサ部の前記ケーシング側端面に設けた突出部は，前記ケーシングの前記端面に前記第２軌道溝に隣接して形成された凹部に嵌入し，前記環状スペーサ部が前記ケーシングに周方向に位置決めされる。

また，このボールスプラインは，一方の前記スペーサにおける前記ケーシングの前記内壁面に沿って延びる前記第２保持部の端部には円柱状凸部が形成されており，前記円柱状凸部は，対向配置された前記スペーサにおける前記環状スペーサ部に形成された嵌合孔に嵌入され，前記環状スペーサ部と前記第２保持部とが互いに位置決めされている。

また，前記環状スペーサ部と前記エンドキャップ本体には，一対の固定用貫通孔が形成されており，前記固定用貫通孔に挿通した固定ねじは前記ケーシングに形成された取付けねじ孔に螺入されて，前記ケーシングに前記環状スペーサ部と前記エンドキャップ本体とから成る前記エンドキャップが固定される。

また，このボールスプラインにおいて，前記ケーシングは金属材料から加工されており，前記エンドキャップは合成樹脂材料から成形加工されている。

この発明によるボールスプラインは，上記のように，ケーシングにリターン路用の貫通孔を加工する代わりに，エンドキャップを構成するスペーサを環状スペーサ部とそれから第２軌道溝に沿って延びるリターン路形成部とを一体構造に合成樹脂材で成形加工できるので，加工コストを削減し，一体化することで部品点数が少なくなり取扱が容易であって組み立て易くなる。また，ケーシングは開口部を備えた断面Ｃ形に形成したので，第２軌道溝を大径の砥石で研削加工できると共に，外形の円筒面も加工できる。また，スペーサに第１保持部と第２保持部からなる保持部を形成できるので，従来のような保持専用の保持板や保持バンドを不要にし，部品点数を低減でき，構造をシンプルにすることができる。金属製のケーシングを，全周が円筒形でなく断面Ｃ形に形成したので，軽量化に貢献できる。更に，ケーシングを介して対向したスペーサのリターン路形成部は，段部の当接面で互いに密着した状態に係合させることができ，ケーシングの袖部のない壁面に嵌入保持されると共に，リターン路形成部の端面の接続凸部が相手側のリターン路形成部の貫通孔に嵌合するので，リターン路形成部のグラツキがなく，高精度を確保できる。

この発明によるボールスプラインの二条列タイプの一実施例を示す斜視図である。図１のボールスプラインに記載のＡ−Ａ断面におけるスライダである外筒を示す断面図である。一対のスペーサを対向して組み合わせた状態を示す斜視図である。一方のスペーサを外側から見た斜視図である。スペーサを挿通するボールスプライン軸側から見た斜視図である。外筒におけるケーシングを示す正面図である。図６のケーシングの一部を破断して示す側面図である。図６のケーシングの上面側を示す平面図である。外筒におけるエンドキャップを構成するエンドキャップ本体を示す正面図である。外側方向転換路側からエンドキャップ本体を示す背面図である。図９のエンドキャップ本体のＢ−Ｂ位置を示す断面図である。図１０のエンドキャップ本体のＣ−Ｃ位置を示す断面図である。図１０の符号Ｄ領域におけるエンドキャップ本体の拡大背面図である。図１３のエンドキャップ本体のＥ−Ｅ位置を示す断面図である。エンドキャップを構成するスペーサをケーシング側から見た背面図である。図１５のスペーサをエンドキャップ本体側から見た正面図である。図１６のスペーサをリターン路側から見た側面図図である。図１５のスペーサの符号Ｆ領域におけるリターン路と軌道路との出入口部を示す拡大背面図である。図１６のスペーサの符号Ｇ領域における内周側方向転換路及びリターン路と軌道路との出入口部を示す拡大正面図である。図１７のスペーサのＨ−Ｈ位置におけるスペーサを構成するリターン路形成部を示す拡大断面図である。図１７のスペーサのＩ−Ｉ位置におけるスペーサを構成するリターン路形成部を示す拡大断面図である。

以下，図面を参照して，この発明によるボールスプラインの実施例について説明する。このボールスプラインは，例えば，半導体製造装置，産業ロボット，工作機械等の各種装置の相対移動部に介在させて適用され，部品や機器の相対移動をスムーズに達成させるものである。このボールスプラインは，図１及び図２に示すように，長手方向の外周面６０の対向位置に形成された一対の軌道溝１１（第１軌道溝）を備えたボールスプライン軸１，及び軌道溝１１に対応して長手方向内壁面４９にそれぞれ形成された軌道溝１２（第２軌道溝）を備え且つ軌道溝１１と軌道溝１２から成る軌道路６４を転動する転動体であるボール５１を介してボールスプライン軸１に往復移動自在なスライダである外筒２から構成されている。ケーシング３には，軌道溝１２を研削加工する時にケーシング３を固定するためのねじ穴２７が外周面５２に形成されている。ねじ穴２７は，機器やベース等の相手部材を取り付けるために利用してもよい。また，ケーシング３には，エンドキャップ４を固定するための固定用ねじ穴１６，及びエンドキャップ４を位置決めするための凹部４８が形成されている（図６参照）。

この発明によるボールスプラインは，特に，図３〜図８に示すように，外筒２を構成する金属製のケーシング３，及び合成樹脂製のエンドキャップ４の構造に特徴を有し，スライダである外筒２は，軌道溝１２が形成され且つ長手方向の全長にわたってボールスプライン軸１に跨架する開口部５０を備えた金属製の断面Ｃ形のケーシング３，及びケーシング３の両端面４７にそれぞれ取り付けられた合成樹脂製の一対のエンドキャップ４を有しており，特に，転動体のボール５１が転走するリターン路２０をエンドキャップ４を構成するスペーサ６に一体構造に構成したことに特徴を有している。このボールスプラインは，ケーシング３をボールスプライン軸１に跨架するように周方向半分以下を除去して開口部５０に形成し，外筒２の円筒形の残りの部分を埋めるサイズを有するように，エンドキャップ４を構成するスペーサ６にリターン路形成部１０を設ける。リターン路形成部１０は，ケーシング３の開口部５０の長手方向に沿って延びており，外筒２としては，全体的に円筒形に形成されている。それによって，ケーシング３にリターン路２０を形成するための貫通孔を穴あけ加工する必要がなくなり，ケーシング３の作製は，Ｃ形断面形状であるので，軌道溝１２を大径の砥石で研削加工すると共に，同一工程でケーシング３の外形である一部外周面５２を加工することができ，全体として製造コストを低減できる。また，エンドキャップ４は，スペーサ６とエンドキャップ本体５とから構成されている。特に，スペーサ６は，環状スペーサ部９とリターン路形成部１０とボール５１を保持する保持部６３とを合成樹脂材料で一体構造に成形加工されているので，部品点数を低減でき，加工コストを低減でき，取扱が容易になり，外筒２の組み立てが容易になる。また，エンドキャップ４を構成する環状のエンドキャップ本体５と環状スペーサ部９には，ボールスプライン軸１を嵌挿するための嵌挿孔６５が形成されており，嵌挿孔６５の壁面は，環状スペーサ部９では内周面１５であり，エンドキャップ本体５では内周面１５Ｅである。

このボールスプラインにおいて，ケーシング３の端面４７にそれぞれ配設固定したエンドキャップ４は，ボールスプライン軸１を嵌挿して軌道路６４に連通する方向転換路の内周側方向転換路３０が形成されたスペーサ６と，ボールスプライン軸１を嵌挿してスペーサ６に接して配設されて内周側方向転換路３０と共働して方向転換路を構成する外周側方向転換路３１が端面５９に形成されたエンドキャップ本体５とから構成されている。スペーサ６を構成する環状スペーサ部９の外周面は，平面部３５の他はほぼ円筒形であり，また，スペーサ６を構成するリターン路形成部１０の外周面は，円筒面３４に形成されている。それによって，ケーシング３の両端面４７にスペーサ６を配設固定すると，スライダを構成する外筒２が全体的に円筒形に形成されている。このボールスプラインでは，転動体であるボール５１は，ボールスプライン軸１の軌道溝１１とケーシング３の軌道溝１２とで形成される軌道路６４，エンドキャップ４に形成された方向転換路３０，３１，及びエンドキャップ４を構成するスペーサ６に形成されたリターン路２０から構成される循環路を転走するように構成されている。

図３〜図５及び図１５〜図２１に示すように，エンドキャップ４を構成するスペーサ６は，ケーシング側端面６１がケーシング３の端面４７に接して配設され且つ反ケーシング側端面６２に内周側方向転換路３０が形成された環状スペーサ部９と，環状スペーサ部９のケーシング側端面６１からケーシング３の軌道溝１２に沿って延び且つ軌道溝１２に平行に延びる通し孔のリターン路２０と軌道溝１2 の一側に沿って延びる第１保持部１３とが形成されたリターン路形成部１０と，環状スペーサ部９のケーシング側端面６１からケーシング３の内壁面４９に沿って延び且つ軌道溝１２の他側に沿って延び且つ第１保持部１３と共働して軌道路を転走するボール５１を保持する保持部６３を構成する第２保持部１４と，から一体構造に構成されている。即ち，保持部６３は，第１保持部１３と第２保持部１４とでボール５１を両側から保持する状態に形成されている。ケーシング３を挟んで対向させるスペーサ６は，互いに同一形状の部品であって，部品点数を低減させることができる。即ち，スペーサ６は，ケーシング３を介して対向させて配設することによって，リターン路形成部１０が左右に互いに隣接すると共に，第２保持部１４も左右に互いに隣接して配設されることになる。ケーシング３の開口部５０には，その端面が凸部４０に形成されており，その凸部４０には，スペーサ６のリターン路形成部１０の端面の凹部４１が係合するように配置される。ケーシング３とリターン路形成部１０との周方向端面同士が整合して配設される。

また，リターン路形成部１０は，特に，周方向の一方の端面が第１保持部１３に形成され，また，周方向の他方の端面がスペーサ６をケーシング３を介して対向配置した状態で整合するように形成されている。具体的には，リターン路形成部１０は，根元部側の第１リターン路形成部２８の断面積が端部側の第２リターン路形成部２９の断面積より大きくなって段部となる当接面２５が形成されており，先端側の第２リターン路形成部２９で長手方向に直交する断面にＶ字形凸部２３，根元側の第１リターン路形成部２８で長手方向に直交する断面にＶ字形凹部２４に形成され，スペーサ６をケーシング３を介して対向配置した状態では，リターン路形成部１０のＶ字形凸部２３とＶ字形凹部２４とが互いに凹凸嵌合でき，凹凸嵌合することによってスペーサ６が周方向に位置決めされるものである。即ち，リターン路形成部１０の先端側には断面Ｖ字形凸部２３が形成され，根元側には断面Ｖ字形凹部２４が形成され，それによって段部の当接面２５が２枚の扇形を対向させた形状に形成される。また，実施例では，第１リターン路形成部２８と第２リターン路形成部２９とは同一長さに形成されている。スペーサ６をケーシング３を介して対向配置した状態では，当接面２５が長手方向で互いに当接してスペーサ６が長手方向に位置決めされることになる。即ち，このボールスプラインは，環状スペーサ部９をケーシング３を介して対向させるのみで当接面２５が互いに当接して長手方向に位置決めされ，また，一方にリターン路形成部１０の断面Ｖ字形凸部２３を他方にリターン路形成部１０の断面Ｖ字形凹部２４に，且つ一方にリターン路形成部１０の断面Ｖ字形凹部２３を他方にリターン路形成部１０の断面Ｖ字形凸部２４に係合させることによって，スペーサ６の周方向の位置決めが達成されることになる。

また，このボールスプラインは，環状スペーサ部９には，内周側方向転換路３０に連通する第２軌道路溝１２に対応する位置の環状スペーサ部９の内周面１５に一対の凹部４６が形成されると共に，凹部４６から隔置した位置で他方の環状スペーサ部９のリターン路２０に連通する貫通孔３７が形成されている。また，リターン路形成部１０に形成された第１保持部１３には，軌道溝１２の長手方向に沿って爪部２１が形成されており，また，第２保持部１４には，軌道溝１２の長手方向に沿って爪部２２が形成されている。従って，外筒２の軌道溝１２を転走するボール５１は，第１保持部１３の爪部２１と第２保持部１４の爪部２２によって保持され，脱落することがない。

更に，ケーシング３は，開口部５０とは反対側の外周面５２に形成された平面から成る加工基準面７を備えている。エンドキャップ４は，ケーシング３の加工基準面７と平行になる面が平面部３５に形成され，その他の外周面５８はほぼ円筒形に形成されている。ケーシング３に形成される軌道溝１２は，加工基準面７が基準になって研削加工が行われるが，その加工基準面７に整合させてエンドキャップ４に平面部５５，即ち，環状スペーサ部９には平面部３５を，エンドキャップ本体５には平面部５５を形成することによって，エンドキャップ本体５及び環状スペーサ部９の成形加工が容易に位置決めして形成されることになる。実際には，エンドキャップ４に形成された平面部５５は，ケーシング３に形成された加工基準面７よりも僅かに下方に位置して形成されている（図１参照）。

このボールスプラインでは，リターン路形成部１０は，端面４４のリターン路２０の縁部から突出する接続凸部３６を備えている。接続凸部３６は，他方の環状スペーサ部９に形成された貫通孔３７に嵌合してスペーサ６が周方向に位置決めされることになる。更に，リターン路形成部１０に形成された接続凸部３６の突出長さは，環状スペーサ部９の長手方向長さ（言い換えれば，厚さ）と同一に形成され，接続凸部３６が貫通孔３７に嵌合して両側のリターン路２０が形成されると，スライダである外筒２に形成された両側のリターン路２０の長さが同一に形成されている。

環状スペーサ部９は，環状のエンドキャップ本体５と接する外端面６２から突出する突出部３３を備えており，突出部３３は，エンドキャップ本体５に形成された凹部５６に嵌合してエンドキャップ本体５とスペーサ６とが位置決めされるものである。更に，ケーシング３には，第２軌道溝１２に隣接して凹部１９が形成されており，凹部１９には，環状スペーサ部９と一体の第２保持部１４に設けた長手方向に延びる凸部４５が嵌合し，ケーシング３に対して環状スペーサ部９と第２保持部１４とが位置決め固定される。

このボールスプラインでは，ケーシング３の内壁面４９に沿って延びる一方のスペーサ６における第２保持部１４の端部には，円柱状凸部３８が形成されている。第２保持部１４の円柱状凸部３８は，ケーシング３を介して他方のスペーサ６と対向した時に，他方のスペーサ６における環状スペーサ部９に形成された嵌合孔３９に嵌入されて第２保持部１４が対向するスペーサ６と互いに位置決め固定される。また，環状スペーサ部９の端面６１から延びている第２保持部１４の先端部には，円弧状凸部４２が形成されている。また，環状スペーサ部９には，その内周面１５に凹部４３が形成されており，その凹部４３に，第２保持部１４の円弧状凸部４２が係合するように嵌合する。従って，スペーサ９がケーシング３を介して対向配置されると，第２保持部１４と環状スペーサ部９とは，第２保持部１４の円柱状凸部３８と円弧状凸部４２とは，環状スペーサ部９の嵌合孔３９と凹部４３とに互いに嵌合し，環状スペーサ部９と第２保持部１４とが互いにしっかりと固定されることになる。

このボールスプラインでは，環状スペーサ部９に一対の外筒固定用取付け孔１８と，環状のエンドキャップ本体５に一対の固定用取付け孔１７がザグリ穴５３としてそれぞれ形成されており，外筒固定用取付け孔１７，１８に挿通した固定ねじ２６は，ケーシング３に形成された取付けねじ孔１６に螺入され，ケーシング３に環状スペーサ部９とエンドキャップ本体５とがそれぞれ固定されることになる。エンドキャップ４を構成するエンドキャップ本体５には，軌道路６４においてすくい部５４が形成され，ボール５１の転走をスムーズにしている。

このボールスプラインでは，ケーシング３は，金属材料から加工されている。これに対して，エンドキャップ４は，エンドキャップ本体５及びスペーサ６から構成され，スペーサ６は環状スペーサ部９とリターン路形成部１０から構成され，これらは合成樹脂材料から成形加工されている。従って，従来のボールスプラインのように，ケーシングにリターン路を形成することなく，スペーサ６を構成するリターン路形成部１０にリターン路２０を成形加工で形成することができる。このボールスプラインでは，小形に形成されているものであり，一実施例として，例えば，ケーシング３は，長さが８ｍｍで，幅が８ｍｍで，及び高さが５ｍｍに形成されており，エンドキャップ４を構成するエンドキャップ本体５と環状スペーサ部９の外径は８ｍｍであり，エンドキャップ４の長手方向長さが１０ｍｍに形成されている。エンドキャップ本体５と環状スペーサ部９との合計の長手方向長さが２ｍｍに形成されている。

この発明による直動転がり案内ユニットは，半導体製造装置，工作機械，各種組立装置，搬送機械，各種ロボット，精密機械，測定・検査装置，医療機器，マイクロマシーン等の各種装置における摺動部に組み込んで利用して好ましいものである。

１ボールスプライン軸
２外筒
３ケーシング
４エンドキャップ
５エンドキャップ本体
６スペーサ
７加工基準面
９環状スペーサ部
１０リターン路形成部
１１軌道溝（第１軌道溝）
１２軌道溝（第２軌道溝）
１３第１保持部
１４第２保持部
１５内周面
１６ねじ穴
１７，１８取付け孔
１９，４３，４６，４８，５６，５７凹部
２０リターン路
２１，２２爪部
２３Ｖ字形凸部
２４Ｖ字形凹部
２５当接面
２６固定ねじ
２８第１リターン路形成部
２９第２リターン路形成部
３０内周側方向転換路
３１外周側方向転換路
３２，３３突出部
３５，５５平面部
３６接続凸部
３７貫通孔
３８，４２，４５凸部
３９嵌合孔
４４，４７，５９，６１，６２端面
４９内壁面
５０開口部
５１ボール
５２，６０外周面
６３保持部
６４軌道路

Claims

長手方向の外周面対向位置に形成された一対の第１軌道溝を備えたボールスプライン軸，及び前記第１軌道溝に対応して長手方向内壁面にそれぞれ形成された第２軌道溝を備え且つ前記第１軌道溝と前記第２軌道溝から成る軌道路を転動する転動体であるボールを介して前記ボールスプライン軸に往復移動自在な外筒から成るボールスプラインにおいて，前記外筒は，前記第２軌道溝が形成され且つ前記長手方向の全長にわたって前記ボールスプライン軸に跨架する開口部を備えた断面Ｃ形のケーシング，及び前記ボールスプライン軸を嵌挿して前記ケーシングの両端面にそれぞれ取り付けられた一対のエンドキャップを有し，
前記エンドキャップは，前記軌道路に連通する方向転換路の内周側方向転換路が形成されたスペーサと前記スペーサに接して配設されて前記内周側方向転換路と共働して前記方向転換路を構成する外周側方向転換路が形成されたエンドキャップ本体とから構成され，前記スペーサは，ケーシング側端面が前記ケーシングに接して配設され且つ反ケーシング側端面に前記内周側方向転換路が形成された環状スペーサ部と，前記環状スペーサ部の前記ケーシング側端面から前記ケーシングの前記第２軌道溝に平行に延びる通し孔のリターン路と前記第２軌道溝の一側に沿って延びる第１保持部が形成されたリターン路形成部と，前記環状スペーサ部の前記ケーシング側端面から前記ケーシングの前記内壁面に位置して前記第２軌道溝の他側に沿って延び且つ前記第１保持部と共働して前記軌道路を転走する前記ボールを保持する保持部を構成する第２保持部とから一体構造に構成されていることを特徴とするボールスプライン。
前記第１保持部と前記第２保持部は，前記第２軌道溝に沿って長手方向に延びる前記ボールを保持する爪部がそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１に記載のボールスプライン。
前記環状スペーサ部は，前記内周側方向転換路に連通する前記第２軌道溝に対応する位置の前記環状スペーサ部の内周面に一対の凹部が形成されると共に，前記凹部から隔置した位置で対向配置された前記環状スペーサ部の前記リターン路に連通する貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のボールスプライン。
前記リターン路形成部は，リターン路縁部の端面から突出する接続凸部を備えており，前記接続凸部は対向配置された前記環状スペーサ部に形成された前記貫通孔に嵌合して前記スペーサが周方向に位置決めされることを特徴とする請求項３に記載のボールスプライン。
前記リターン路形成部に形成された前記接続凸部の突出長さは，前記環状スペーサ部の長手方向長さと同一に形成され，前記外筒に形成される前記リターン路の長さが同一に形成されることを特徴とする請求項４に記載のボールスプライン。
前記ケーシングは，前記開口部とは反対側の外周面に形成された平面から成る加工基準面を備えており，前記エンドキャップは，前記ケーシングの前記加工基準面から突出せず平行に延びる平面部が形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のボールスプライン。
前記リターン路形成部は，前記環状スペーサ部側の第１リターン路形成部の断面積が先端側の第２リターン路形成部の断面積より大きく形成され，前記第１リターン路形成部と前記第２リターン路形成部との境界が段部となる当接面に形成され，前記スペーサを前記ケーシングを介して対向配置した状態では，前記当接面が長手方向で互いに当接して前記スペーサが長手方向に位置決めされることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のボールスプライン。
前記リターン路形成部は，前記第２軌道溝に沿う端面に前記第１保持部が形成され，反対側の端面で前記第１リターン路形成部が断面Ｖ字形凹部に且つ前記第２リターン路形成部が断面Ｖ字形凸部に形成され，前記スペーサを前記ケーシングを介して対向配置した状態では，それぞれの前記スペーサの前記リターン路形成部の前記断面Ｖ字形凸部と前記断面Ｖ字形凹部とが互いに係合して前記スペーサが周方向に位置決めされることを特徴とする請求項７に記載のボールスプライン。
前記環状スペーサ部は，前記エンドキャップ本体と接する外端面から突出する突出部を備えており，前記突出部は前記エンドキャップ本体に形成された凹部に嵌合して前記エンドキャップ本体と前記スペーサとが位置決めされることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項にボールスプライン。
前記環状スペーサ部の前記ケーシング側端面に設けた突出部は，前記ケーシングの前記端面に前記第２軌道溝に隣接して形成された凹部に嵌入し，前記環状スペーサ部が前記ケーシングに周方向に位置決めされることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項にボールスプライン。
一方の前記スペーサにおける前記ケーシングの前記内壁面に沿って延びる前記第２保持部の端部には円柱状凸部が形成されており，前記円柱状凸部は対向配置された前記スペーサにおける前記環状スペーサ部に形成された嵌合孔に嵌入され，前記環状スペーサ部と前記第２保持部とが互いに位置決めされていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項にボールスプライン。
前記環状スペーサ部と前記エンドキャップ本体には，一対の固定用貫通孔が形成されており，前記固定用貫通孔に挿通した固定ねじは前記ケーシングに形成された取付けねじ孔に螺入されて，前記ケーシングに前記環状スペーサ部と前記エンドキャップ本体とから成る前記エンドキャップが固定されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のボールスプライン。
前記ケーシングは金属材料から加工されており，前記エンドキャップは合成樹脂材料から成形加工されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載のボールスプライン。