JPH07117102B2

JPH07117102B2 - 直線運動案内装置

Info

Publication number: JPH07117102B2
Application number: JP3141480A
Authority: JP
Inventors: 町博寺; 本政志木
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 1991-05-16
Filing date: 1991-05-16
Publication date: 1995-12-18
Anticipated expiration: 2010-12-18
Also published as: JPH04341608A

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する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の直線運動案内装置として
は、たとえば図１８（ａ）（ｂ）に示すようなものがあ
る。すなわち、摺動台１１０と軌道台１１１間に転動体
としてのボール１１２を介して摺動案内するもので、ボ
ール１１２が無限循環する無限循環路１１３が構成され
ている。すなわち、無限循環路１１３は、負荷ボール通
路１１４と、無負荷ボール通路１１５と、方向転換路１
１６とを有し、ボール１１２を負荷域から無負荷域に無
限に循環させるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来例の場合には、特に無負荷ボール通路１１４や方
向転換路１１６においてボールは負荷域から無負荷域に
順次移動してくるボール１１２によって押されて移動す
るために、ボール１１２同士が干渉して競り合い、ボー
ル１１２同士の衝突音が発生したりボール１１２のスム
ーズな移動を阻害するという問題があった。

【０００４】そこで、ボール１１２の競り合いを防止す
るために、ボール１１２をボールチェインで保持した状
態で無限循環路１１３に挿入して全長に渡ってボール１
１２を整列循環させることが考えられる。

【０００５】従来のボールチェインとしては、たとえば
図１９（ａ）および（ｂ）に示すようなものが知られて
いる。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た構成となっている。

【０００６】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。

【０００７】しかしながらこのようなボールチェイン
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１００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。

【０００８】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。

【０００９】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、無
限循環路を有する直線運動案内装置において、ボールを
ボールチェインによって全周的に保持することによっ
て、ボールの整列循環を保障してボール同士の干渉等に
よる不具合を完全に排除し、しかもボールチェインによ
り保持する場合に、ボール間ピッチを可及的に小さくし
て屈折循環路の曲率半径をより小さくし得るボールチェ
インの構成とすることにより、耐負荷性能を向上させる
と共に装置構成をより薄型にして安定性の向上を図るこ
とにある。

【００１０】

【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、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、前記摺動台には前記ボールの負荷域から無負荷
域の無限循環を可能とする無限循環路が設けられた直線
運動案内装置において、前記ボールを無端状のボールチ
ェインによって保持した状態で前記無限循環路に摺動自
在に挿入し、前記ボールチェインを、所定間隔を隔てて
並設される一対の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たチ
ェイン単位要素により構成し、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、該ボールの前記保持腕間から露出する部分
を負荷域の負荷ボール転走路の転走面に転動自在に接触
可能に構成した。

【００１１】また、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
端の双方の連結部材に摺動自在に接触させることが好ま
しい。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】また他の発明は、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付けられる摺動台とか
ら構成され、前記摺動台には前記ボールの負荷域から無
負荷域間の無限循環を可能とする無限循環路を設けた直
線運動案内装置において、前記ボールを無端状のボール
チェインによって保持した状態で前記無限循環路に摺動
自在に挿入し、ボールチェインを、所定間隔を隔てて並
設される一対の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たチェ
イン単位要素により構成し、この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、該ボールの前記保持腕
間から露出する部分を負荷域の負荷ボール転走路の転走
面に転動自在に接触可能となるように構成すると共に、
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ることにより、負荷域におけるボー
ル転走面とのボールの接触方向とボールの負荷域から無
負荷域への方向転換の方向との間に角度をつけたことを
特徴とする。

【００１６】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、各
チェイン単位要素間が屈折して循環する循環面と直交す
る方向である。

【００１７】また、ボール保持方向とは、各チェイン単
位要素間が枢支連結される保持腕のほぼ中心部を通る直
線方向をいう。

【００１８】さらに、接触角線方向とは、無限循環路の
負荷域のボール転走面との接触部に描いた法線方向をい
う。

【００１９】

【作用】上記構成の直線運動案内装置にあっては、無限
循環路の全長にわたってボールチェインによってボール
を保持したので、ボール間の間隔を所定間隔でもって非
接触状態にて保持することができる。特に、無負荷ボー
ル通路内、および負荷ボール通路と無負荷ボール通路間
の方向転換の際にも所定間隔にて保持することができ、
ボール同士の干渉を避けることができる。

【００２０】そして、チェイン単位要素の保持腕間にボ
ールを保持するようにすれば、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
多くなり、耐負荷性能が向上する。

【００２１】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、無限循環路を形成する摺動台を小型化するこ
とができる。

【００２２】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。

【００２３】また、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り、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がとが同一の場合に
は、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。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
持方向との間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、無負荷域のボール通路の位置をボール
接触角線の延長線上からずらした任意位置に設定するこ
とができる。

【００２４】

【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を示
す図１乃至図３において、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。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２
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２
２にボール８を保持したボールチェイン１が組込まれ
る。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。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２
８，２９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２８，２９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。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（以下接触角線Ｘという）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。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。また、ボール方向転換路２
５，２６は、摺動台本体２１ａの両端面に取付けられた
側蓋２１ｂ，２１ｂにて形成されている。ボールチェイ
ンは、図４ないし図７に示すように、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。

【００２５】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。

【００２６】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保持
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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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
大きくなっている。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】図８には、この第１実施例の装置のチェイ
ン単位要素を一体構成としたものが示されている。

【００４２】すなわち、図８（ａ）に示すチェイン単位
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′，４
３′には、枢支ピン１０′，１１′が回転自在に挿入さ
れるピン孔１４′，１５′が設けられている。

【００４３】また、図８（ｂ）に示すチェイン単位要素
２Ａ´も一対の保持腕３Ａ´，４Ａ´と連結ピン５Ａ´
とが一体成形されているが、この構成例にあっては、上
記構成例とは異なり、各チェイン単位要素２Ａ´間を枢
支連結する枢支ピン１０Ａ´１１Ａ´を、チェイン単位
要素２Ａ´の一対の保持腕３Ａ´，４Ａ´の自由端部に
互いに対向するように内向きに突出形成したもので、次
段のチェイン単位要素の固定端部に設けた係止穴１４Ａ
´，１５Ａ´にスナップ係合して順次枢支連結するよう
にしたものである。

【００４４】図９には、ボールチェインの他の構成例が
示されており、上記第１実施例のボールチェインと同一
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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】このようなボールチェインを用いることに
より、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。

【００５０】図１１および図１２には、本発明の第２実
施例に係る直線運動案内装置を示している。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、この実施例では図１
２に示すように、ボールチェインのボール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。

【００５１】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。

【００５２】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、ボール露出方向とは、ボ
ール中心Ｏと、一対の互いに対向する保持腕３０３，３
０４の間に露出した互いに反対側のボール露出表面８
Ａ，８Ｂのほぼ中央部を通る直線方向をいう。

【００５３】そして、図１１に示すように、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３２２，３２３の間隔をより狭くして、摺動台
２１の高さをより低くし、低重心タイプに構成したもの
である。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】しかし、この例のようにチェイン屈折方向
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クトな直線運動案内
装置を提供することができる。

【００５７】つぎに、図１３には、この第２実施例の直
線運動案内装置に適用されるボールチェインの他の構成
例を示している。

【００５８】このボールチェインも上記構成例と同様に
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、この構成例にあっては、上記構成例とは異なり、
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。

【００５９】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
め用頭部４１４とから構成されている。一方、係止穴４
１２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
の抜け止め部４１５が形成されている。

【００６０】そして、ボール８を保持する保持腕４０
３，４０４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る。

【００６１】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。

【００６２】この点を別の見方をすれば、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。ここで、ボール露出方向とは、ボ
ール中心Ｏと、一対の互いに対向する保持腕４０３，４
０４の間に露出した互いに反対側のボール露出表面８
Ａ，８Ｂのほぼ中央部を通る直線方向をいう。図１４乃
至図１７には、さらに他の実施例に係る直線運動案内装
置を示している。これらの実施例はいずれも上記第２実
施例と同じ構成のボールチェイン３０１を用いるもの
で、チェイン屈折方向とボールの保持方向との間に角度
を設けて、チェインの屈折循環面とボールの接触角線と
の間に角度を持たせ、無負荷ボール通路の位置を任意位
置に設定したものである。以下上記第１，第２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
ものとする。

【００６３】まず、図１４には本発明の第３実施例を示
すもので、この実施例装置も左右に上下二列づつのボー
ル循環路を有するものであるが、この例はボールの接触
角線Ｘが徐々に内側に閉塞する内開き状となるような接
触構造をとるものである。この例においてもボールの接
触角をほぼ４５度としている。

【００６４】そして、チェイン屈折方向Ａとボール保持
方向Ｂとが同一の場合には、無負荷ボール通路２４の位
置を接触角線Ｘのほぼ延長線上に設定する必要がある
が、上下二列の無負荷ボール通路２４，２４は同一位置
に重ねて配置することができず、またボールチェイン３
０１の曲率半径の大きさはある値以下にはできないの
で、最小の曲率半径と接触角によって、幾何学的に上下
２列の負荷ボール通路２３，２３間の取り得る最小のス
パンは決まってしまい、コンパクト化が図れない。

【００６５】しかし、図示例のように、チェイン屈折方
向Ａとボール保持方向Ｂとの間に角度を付けておけば、
無負荷ボール通路２４の位置を接触角線の延長線上に設
ける必要がなく、接触角の大きさとボールチェインの方
向転換路の最小曲率半径に関わらず、上下の２列の負荷
ボール通路間のスパンを小さくでき、よりコンパクトな
装置を実現することができる。

【００６６】図１５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、特に上からの荷重に対する支持
剛性を高めたもので、左右二列づつのボール列を有する
ものではあるが、上側の負荷ボールが上からの荷重を受
けるように接触角を水平線に対して９０度に設定されて
いる。一方、下側に設けられた負荷ボールは水平線に対
してほぼ４５度に角度を設けて接触する構造となってい
る。この場合にも、チェイン屈折方向とボール保持方向
との間に角度を設けることにより、無負荷ボール通路の
位置を接触角線の延長線に対してずらした任意位置に設
定することができる。

【００６７】図１６および図１７には本発明の第５実施
例を示している。

【００６８】図１６および図１７のいずれも直線運動案
内送致もセパレートタイプのものであり、軌道台２０Ａ
と、この軌道台２０Ａの側面に上下二列のボール８を介
して摺動自在に組み付けられる摺動台２１Ａとから構成
されている。図列は一組の軌道台２０Ａと摺動台２１Ａ
しか図示していないが、通常は二組用意して互いに平行
に配置し、一方の摺動台２１Ａにテーブル（図示せず）
の一側を固定し、他方の摺動台２１Ａをテーブルの他側
部に固定してテーブルを案内するようになっている。

【００６９】そして、図１６に示す装置は、軌道台２０
Ａを内側とした場合に、ボール８の接触角線Ｘが外側に
向かって徐々に拡がる外開き状の接触構造となってい
る。そして、チェイン屈折方向Ａとボール保持方向Ｂと
の間に角度を持たせておくことによって、摺動台２１Ａ
に設けた無負荷ボール通路２４を接触角線Ｘの延長線よ
りも内側に配置して摺動台２１Ａの上下高さを可及的に
小さくしたものである。

【００７０】一方、図１７に示す装置は、ボール８の接
触角線Ｘが内側に向かって徐々に拡がる内開き状の接触
構造としたものであり、その他の構成および作用につい
ては図１６に示すものと同様であるので説明は省略す
る。

【００７１】

【発明の効果】本発明は以上の構成および作用を有する
もので、無限循環路の全長にわたってボールチェインに
よってボールを保持したので、無負荷ボール通路内、お
よび負荷ボール通路と無負荷ボール通路間の方向転換の
際にも所定間隔にて保持することができ、ボール同士の
干渉を避けることができ、ボール衝突による異音の発生
や競り合いを完全に防止することができ、ボールのスム
ーズな整列循環を行うことができる。

【００７２】また、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って
耐負荷性能が向上する。

【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、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、チェインの屈折方向と一対の保持腕
によるボール保持方向とが同一方向の場合には、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。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との間
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、無負荷域のボール通路の位置をボール接触角線の延
長線上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は本発明の一実施例に係る直線運動案内装
置の正面断面図である。

【図２】図２は図１の１つの無限循環路の断面図であ
る。

【図３】図１の直線運動案内装置の概略斜視図である。

【図４】図１の装置のボールチェインの一部の平面断面
図である。

【図５】図４の平面図である。

【図６】図４のボールチェインのボールの循環半径の状
態を示す正面図である。

【図７】図７（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８】図８（ａ）は図４のチェイン単位要素の一体成
形タイプの斜視図、同図（ｂ）は一体成形タイプの他の
態様の斜視図である。

【図９】図９は図４のボールチェインの他の構成例を示
すもので、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ある。

【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は本発明の第２実施例に係る直線運動
案内装置の正面断面図である。

【図１２】図１２（ａ）は図１１の装置のボールチェイ
ンの部分斜視図，同図（ｂ）はチェイン単位要素の正面
図である。

【図１３】図１３は図１１の装置に組み込まれる他の構
成の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ーＡ線断面図、同図（ｆ）は平面図である。

【図１４】図１４は本発明の第３実施例に係る直線運動
案内装置の正面断面図である。

【図１５】図１５は本発明の第４実施例に係る直線運動
案内装置の正面断面図である。

【図１６】図１６は本発明の第５実施例に係る直線運動
案内装置の正面断面図である。

【図１７】図１７は図１６の装置の他の態様の直線運動
案内装置の正面断面図である。

【図１８】図１８は従来の直線運動案内装置を示すもの
で、同図（ａ）は正面断面図、同図（ｂ）は側面断面図
である。

【図１９】図１９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。

【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

【特許請求の範囲】

【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、前記摺動台には前記ボールの負荷域から無負荷域の無限
循環を可能とする無限循環路が設けられた直線運動案内
装置において、前記ボールを無端状のボールチェインによって保持した
状態で前記無限循環路に摺動自在に挿入し、前記ボールチェインを、所定間隔を隔てて並設される一
対の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たチェイン単位要
素により構成し、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、
該ボールの前記保持腕間から露出する部分を負荷域の負
荷ボール転走路の転走面に転動自在に接触可能に構成し
たことを特徴とする直線運動案内装置。
【請求項２】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
双方の連結部材に摺動自在に接触させた請求項１に記載
の直線運動案内装置。
【請求項３】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。
【請求項４】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１，２又は３に記
載の直線運動案内装置。
【請求項５】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１，２，３又は４記載の直線運動案
内装置。
【請求項６】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１，２，３又は４に記載の直線運動案内
装置。
【請求項７】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
請求項１，２，３，４，５または６記載の直線運動案内
装置。
【請求項８】軌道台と、該軌道台に多数のボールを介
して摺動自在に組付けられる摺動台とから構成され、前
記摺動台には前記ボールの負荷域から無負荷域間の無限
循環を可能とする無限循環路を設けた直線運動案内装置
において、前記ボールを無端状のボールチェインによっ
て保持した状態で前記各無限循環路にそれぞれ摺動自在
に挿入し、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たチェイン
単位要素により構成され、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、該ボールの前記保持腕間か
ら露出する部分を負荷域の負荷ボール転走路の転走面に
転動自在に接触可能となるように構成すると共に、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
間に角度をつけることにより、負荷域におけるボール転
走面とのボールの接触角線方向とチェインの屈折循環面
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。