JPH1162961A

JPH1162961A - 転がり運動案内装置

Info

Publication number: JPH1162961A
Application number: JP9245998A
Authority: JP
Inventors: Takeki Shirai; 武樹白井; Hidekazu Michioka; 英一道岡; Masashi Kimoto; 政志木本
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 1997-08-28
Filing date: 1997-08-28
Publication date: 1999-03-05
Also published as: WO1999011941A1; KR20000068803A; EP0933544A4; NZ335148A; EP0933544A1

Abstract

(57)【要約】【課題】移動ブロックを軌道レール間を圧縮する方向の
圧縮荷重に対する負荷能力に優れた転がり運動案内装置
を提供する。【解決手段】軌道レール２の上面部ボール４の接触角を
ほぼ直角に設定すると共に、軌道レールの両側面側に配
される側面部ボール５，６の接触角を軌道レール２側に
向かって下向きに傾斜するような角度に設定し、上面部
ボールと側面部ボールのすべての転動体で圧縮荷重を受
けることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明はたとえば建築構造物
等の免震用ガイド等に用いられる超重荷重用の転がり運
動案内装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の重荷重用の転がり運動案内装置と
しては、軌道レールと、軌道レールの上面に対向する水
平部と軌道レール両側面に対向する一対の袖部を有する
移動ブロックとを備え、この軌道レール上面と移動ブロ
ックの水平部との間の負荷ローラ転走面間にローラを介
装すると共に、袖部内側面と軌道レールの側面との間の
負荷ボール転走溝間にボールを介装したものが知られて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしこのような転が
り運動案内装置を建築構造物のガイドに免震ガイドとし
て用いると、水平部と軌道レールを圧縮する方向に作用
する軸荷重が桁違いに大きいので、負荷能力にかける。

【０００４】また、側面のボールについては、下からの
浮き上がり荷重を支持する形態となっており、上からの
荷重を支持する構造となっていない。

【０００５】本発明は移動ブロックと軌道レール間を圧
縮する方向の圧縮荷重に対する負荷能力に優れた転がり
運動案内装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の直線運動案内装置にあっては、上面と両側
面にそれぞれ負荷転動体転走部が形成された軌道レール
と、該軌道レールの負荷転動体転走部に対応して負荷転
動体転走部が形成された水平部と袖部を有する移動ブロ
ックと、軌道レールと移動ブロックの対応する負荷転動
体転走部間に転動自在に介装される多数の転動体と、を
備えた転がり運動案内装置において、軌道レールの両側
面側に配される転動体の対応する負荷転動体転走部との
接点を結ぶ線である接触角線と転動体の中心を通る水平
線とのなす角度である接触角として、接触角線が軌道レ
ール側に向かって下向きに傾斜するように設定される角
度を有することを特徴とする。

【０００７】この構成では、移動ブロックの水平部を軌
道レールに対して圧縮する方向に作用する圧縮荷重は、
移動ブロックの水平部と軌道レール上面間の転動体と、
移動ブロックの左右両袖部内側面と軌道レール左右側面
間の転動体のすべての転動体によって受けられる。すな
わち、軌道レール上面側の転動体と、側面側の転動体に
よって圧縮荷重が分担して受けられる。

【０００８】圧縮荷重が作用すると、軌道レール側面に
位置する転動体から移動ブロックの袖部に作用する接触
反力の水平方向分力によって、袖部は開く方向に変形す
る。

【０００９】このように、圧縮荷重が作用すると袖部が
開く方向に変形するので、軌道レールの上面側と側面側
の各転動体によって分担される荷重分布が安定化する。

【００１０】すなわち、軌道レールの上面側の転動体と
側面側の転動体のすべての転動体が同時に接触して荷重
を支持することが理想であるが、組立誤差等によって、
たとえば軌道レールの側面側の転動体が先に接触し軌道
レール上面側の転動体が浮き気味になったりする片当た
りの状態が生じる。このような場合でも、圧縮荷重が作
用すると、側面側の転動体の接触反力によって袖部が開
いて水平部が沈み、軌道レール上面側の転動体によって
確実に圧縮荷重を受けることになり、荷重分布が安定化
する。

【００１１】また、移動ブロックの横方向に作用する荷
重は、軌道レールの側面と移動ブロックの袖部間の転動
体によって支えられる。

【００１２】上記軌道レール上面と移動ブロックの水平
部との間の転動体と負荷転動体転走部は複数列のボール
と深溝の負荷ボール転走溝とによって構成され、軌道レ
ール側面と移動ブロックの袖部間の転動体と負荷転動体
転走部は１列または複数列のボールと深溝の負荷ボール
転走溝とによって構成されている。

【００１３】このように軌道レール上面の転動体をボー
ルにすれば、横方向荷重についてもボールが負荷能力を
有し、一方の側面部ボールと上面部ボールによって横方
向荷重を受けることができる。

【００１４】また、移動ブロックの水平部を軌道レール
上面から引き離す方向に作用する引張り荷重が作用して
も、軌道レール側面と移動ブロックの袖部内側面の深溝
の負荷ボール転走溝間に介装されるボールによって荷重
を負荷することができる。

【００１５】また、転動体としてボールを使用すれば、
軌道レール下面とブロック上面の平行度の加工誤差、軌
道レールが取り付けられる土台と移動ブロックが固定さ
れる建物等の構造物の取付面の平行度の誤差等を負荷ボ
ール転走溝間のボールの接点移動によって吸収すること
ができる。

【００１６】軌道レール上面と移動ブロックの水平部と
の間の転動体と負荷転動体転走部は複数列のローラと負
荷ローラ転走面とによって構成し、軌道レール側面と移
動ブロックの袖部間の転動体と負荷転動体転走部は１列
または複数列のボールと深溝の負荷ボール転走溝とによ
って構成してもよい。

【００１７】この場合には、軌道レール上面側のローラ
によって横方向荷重は受けられないが、圧縮荷重に対し
てボールに比べてより許容荷重を大きくすることができ
る。

【００１８】このように軌道レール上面の転動体をボー
ルに換えてローラにすれば、ボールに比べてより許容荷
重を大きくすることができる。

【００１９】ボールの負荷ボール転走溝は、単一円弧状
断面を備えたサーキュラーアーク溝または２つの円弧状
断面を備えたゴシックアーチ溝形状であることを特徴と
する。

【００２０】サーキュラーアーク溝の場合には２点接触
なので、軌道レールと移動ブロック間に引張り荷重が作
用した場合には、軌道レール側面側のボールの対応する
負荷ボール転走溝との接点が移動して、ボールの接触角
がその接触角線が軌道レール側に向かって上向きに傾斜
するような角度に変位して荷重が支えられる。

【００２１】ゴシックアーチ溝の場合には４点接触なの
で２つの接触角を有し、一方の接触角を、その接触角線
が軌道レール側に向かって下向きに傾斜する角度にし、
他方の接触角を、その接触角線が軌道レール側に向かっ
て上向きに傾斜する角度にしておけば、圧縮荷重および
引張り荷重の両方の荷重を受けられる。

【００２２】本願発明の転動体の接触構造は、軌道レー
ルが直線状のレールあるいは上下方向に円弧状に曲がっ
た曲線レールについても同様に適用可能である。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下に本発明を図示の実施の形態
に基づいて説明する。

【００２４】［実施の形態１］図１および図２は本発明
の実施の形態１に係る転がり運動案内装置としての直線
運動案内装置を示している。

【００２５】すなわち、１は直線運動案内装置全体を示
すもので、概ね、直線状に延びる軌道レール２と、軌道
レール２に沿って移動自在に組み付けられる移動ブロッ
ク３と、軌道レール２の上面に配置される４列の上面部
ボール４，４，４，４と、軌道レール２の左右側面に配
置される上下２列ずつの側面部ボール５，６；５，６と
を備えている。

【００２６】軌道レール２は断面四角形状で、上面に４
条の負荷転動体転走部としての直線状に延びる負荷ボー
ル転走溝４１，４１，４１，４１が設けられ、左右側面
にそれぞれ上下２条ずつの直線状に延びる負荷ボール転
走溝５１，６１；５１，６１が設けられている。

【００２７】軌道レール２上面の４条の負荷ボール転走
溝４１，４１，４１，４１は、中心線Ｏを隔てて左右対
称的に２列ずつ配列されている。また、この軌道レール
２には取付用のボルト穴７が適宜設けられ、不図示のボ
ルトによって土台１００に固定される。

【００２８】負荷ボール転走溝４１，４１，４１，４１
は単一円弧形状のいわゆるサーキュラアーク溝によって
構成されている。

【００２９】一方、移動ブロック３は、軌道レール２上
面に対向する水平部８と、水平部８から垂下し軌道レー
ル２左右側面に対向する左右袖部９，９とを備えてい
る。

【００３０】この移動ブロック３の水平部８下面には軌
道レール２上面の負荷ボール転走溝４１，４１，４１，
４１と対応する直線状に延びる４条の負荷ボール転走溝
４２，４２，４２，４２が設けられ、軌道レール２左右
側面に対向する両袖部９，９内側面には各２条の負荷ボ
ール転走溝５１，６１に対応する２条ずつの直線状に延
びる負荷ボール転走溝５２，６２が設けられている。

【００３１】また、移動ブロック３の両袖部９，９内側
面の２条の負荷ボール転走溝５２，６２も断面単一円弧
形状のいわゆるサーキュラアーク溝によって構成されて
いる。もっとも、軌道レール２と移動ブロック３の対応
する負荷ボール転走溝５１，５２；６１，６２の断面形
状としては、図３(ｂ)に示すように、２つの円弧面Ｃ
１，Ｃ２を組み合わせたいわゆるゴシックアーチ形状と
してもよい。

【００３２】そして、軌道レール２上面と移動ブロック
３の水平部８下面の対応する４条の負荷ボール転走溝４
１，４２；・・・間に４列の上面部ボール４が、軌道レ
ール２左右側面と移動ブロック３の左右両袖部９，９内
側面の対応する負荷ボール転走溝５１，６１；５２，６
２間に２列ずつの計４列の側面部ボール５，６が転動自
在に介装されている。

【００３３】移動ブロック３には、図１(ａ)，図２(ａ)
に示すように、各上面部ボール４を負荷ボール転走溝４
２の一端から他端側に循環させる無負荷域のボール戻し
通路４３が、また、図１(ａ)及び図２(ｂ)に示すよう
に、各側面部ボール５，６を負荷ボール転走溝５２，６
２の一端から他端側に循環させる無負荷域のボール戻し
通路５３，６３が、それぞれ設けられている。

【００３４】ボール戻し通路４３は、負荷域負荷ボール
転走溝４１と平行に形成される直線状のボール逃げ穴４
４と、負荷ボール転走溝４１の端部とボール逃げ穴４４
の端部を接続するＵ字状に方向転換する方向転換路４
５，４５と、から構成されている。

【００３５】一方、ボール戻し通路５３，６３は、図２
(ｂ)に示すように、負荷ボール転走溝５２，６２と平行
に形成される直線状に延びるボール逃げ穴５４，６４
と、負荷ボール転走溝５２，６２の端部とボール逃げ穴
５４，６４の端部を接続しＵ字状に方向転換する方向転
換路５５，６５と、から構成されており、移動ブロック
３と軌道レール２の対向する負荷ボール転走溝５１，５
２；６１，６２間の負荷ボール転走路と、方向転換路５
５，６５と、ボール逃げ穴５４，６４とによって無限循
環路が構成されている。

【００３６】移動ブロック３は、金属製のブロック本体
３１と、このブロック本体３１の両端に装着されるエン
ドプレート３２と、から構成されるもので、ブロック本
体３１の水平部８に負荷ボール転走溝４２とボール逃げ
穴４４が、ブロック本体３１の両袖部９，９に負荷ボー
ル転走溝５２，６２とボール逃げ穴５４，６４がそれぞ
れ形成され、エンドプレート３２に方向転換路４５およ
び方向転換路５５，６５がそれぞれ形成されている。ボ
ール逃げ穴４４は水平部８に直線状に貫通形成され、ボ
ール逃げ穴５４，６４は両袖部９，９に直線状に貫通形
成されている。

【００３７】図１(ａ)に示すように、上面部ボール４が
転動する負荷ボール転走溝４１，４２の法線である接触
角線Ｓ1とボール中心を通る水平線Ｈ1とのなす角である
ローラ接触角α1は、水平線Ｈ1に対してほぼ９０度に設
定されている。ボール逃げ穴４４はボール４の接触角線
Ｓ1上に設けられている。もっとも、このローラ接触角
α1は９０度に対して角度を持たせてもよい。

【００３８】一方、図１(ａ)において、側面部ボール
５，６の負荷ボール転走溝５１，５２；６１，６２との
接触構造は、左右２列の各側面部ボール５，６が転動す
る互いに対向する一対の負荷ボール転走溝５１，５２；
６１，６２のボール接点を結ぶ接触角線Ｓ2，Ｓ3がボー
ル中心を通る水平線Ｈ2，Ｈ3に対して軌道レール２の中
心側に向かって徐々に下向きに傾斜する上開き構成とな
っている。各ボール逃げ穴５４，６４は負荷ボール転走
溝５２，６２と同一高さ、すなわち水平線Ｈ2，Ｈ3上に
位置している。

【００３９】この接触角線Ｓ2，Ｓ3と水平線Ｈ2，Ｈ3と
のなす角度として定義される接触角α2，α3は同一で、
本実施の形態ではほぼ４５度に設定されている。もっと
も、接触角α2，α3は４５度に限定されるものではな
く、たとえば４０〜５０度等種々の角度に設定すること
ができる。

【００４０】負荷ボール転走溝４１，４２；５１，５
２；６１，６２は、ボール径の０．５２より小さい範
囲、好ましくは０．５２〜０．５０５程度に設定して減
衰性を持たせることが好ましい。また、溝深さは、たと
えば接触角が最大４５〜６０度程度になった場合でも、
接触範囲が負荷ボール転走溝の溝端縁に干渉しない程度
の溝深さに設定される。

【００４１】また、この実施の形態では上下の側面部ボ
ール５，６のボール径は同一径となっており、左右の負
荷ボール転走溝５１，５２；６１，６２の曲率半径は同
一径に加工されている。

【００４２】上記構成の直線運動案内装置にあっては、
たとえば、建築物の免震用ガイドとして使用され、土台
１００に軌道レール２を固定し、移動ブロック３に建物
等の構造物１０１が固定される。

【００４３】移動ブロック３の水平部８を軌道レール２
に対して圧縮する方向に作用する圧縮荷重ＦRは、移動
ブロック３の水平部８と軌道レール２上面間の４列のボ
ール４，４，４，４と、移動ブロック３の左右両袖部
９，９内側面と軌道レール２左右側面間の左右２列ずつ
のボール５，６の計８列のすべてのボールによって受け
られるので、圧縮荷重ＦRに対する許容荷重が飛躍的に
増大する。

【００４４】また、圧縮荷重ＦRが作用すると袖部９が
開く方向に変形するので、軌道レール２の上面側のボー
ル４，４，４，４および側面側のボール５，６；５，６
によって分担される荷重分布が安定化する。

【００４５】すなわち、軌道レール２の上面側のボール
４，４，４，４と側面側のボール５，６；５，６のすべ
てのボールが同時に接触して荷重を支持することが理想
であるが、組立誤差等によって、たとえば軌道レール２
の側面側のボール５，６が先に接触し軌道レール２上面
側のボール４，４，４，４が浮き気味になったりする片
当たりの状態が生じる。このような場合でも、圧縮荷重
ＦRが作用すると、側面側のボール５，６；５，６の接
触反力によって袖部９，９が開いて水平部８が沈み、軌
道レール２上面側のボール４，４，４，４によって確実
に圧縮荷重を受けることになり、荷重分布が安定化す
る。

【００４６】また、横方向荷重ＦTは、軌道レール２側
面に位置する２列のボール５，６によって受けられる。

【００４７】一方、移動ブロック３の水平部８を軌道レ
ール２上面から引き離す方向に作用する引張り荷重ＦU
については、側面部ボール５，６と対応する負荷ボール
転走溝５１，６１との接点が移動し、図３(ａ)に示すよ
うに、接触角線Ｓ4，Ｓ5が軌道レール２側に向かって上
向きに傾斜するような角度に変位して荷重が支えられ
る。

【００４８】ゴシックアーチ溝形状については、図３
(ｂ)に示すように、負荷ボール転走溝５１，５２；６
１，６２内の第１円弧面Ｃ1から第２円弧面Ｃ2によって
支持される。

【００４９】したがって、移動ブロック３の水平部８を
軌道レール２上面から引き離す方向の引張り荷重ＦUお
よび横方向荷重ＦTに対する荷重負荷能力を有し、しか
も移動ブロック３の水平部８を軌道レール２上面に押し
付ける方向の圧縮荷重ＦRに対する許容荷重を増大させ
ることができる。

【００５０】［実施の形態１の変形例］上記実施の形態
１では軌道レール２が直線状の場合を例にして説明した
が、図４（ａ）に示すように、軌道レール２Ａが上下方
向に曲がった円弧状の曲線運動案内装置についても全く
同様に適用することができる。この曲線運動案内装置の
場合には、建物の固有周期をその重量とは無関係に軌道
レール２Ａの半径によって定める機能を有する点が直線
運動案内装置と相違する。

【００５１】この場合には、軌道レール２Ａの上面およ
び下面が円弧状に曲がり、側面が垂直面上に位置してい
る。また、軌道レール２Ａ上面に対向する移動ブロック
３の水平部下面が軌道レール上面と同心円形状に円弧状
に曲げられている。そして、上面部ボールに対応する負
荷ボール転走溝４１，４２（図１(ａ)参照）がそれぞれ
円弧状の軌道レール２Ａ上面と移動ブロック３の水平部
下面に沿って円弧状に成形され、側面部ボールに対応す
る負荷ボール転走溝５１，５２；６１，６２（図１(ａ)
参照）が垂直面上で円弧状に曲がっている。

【００５２】その他の構成および作用については上記実
施の形態と同様であるので、同一の構成および作用につ
いては同一の符号を付してその説明を省略する。

【００５３】また、本発明は、図４（ｂ）に示すよう
な、この曲線運動案内装置を２つ組み合わせたガイド機
構についても適用することができる。

【００５４】このガイド機構は、一対の図４(ａ)に示し
た曲線運動案内装置を２方向、図示例では直交方向に交
差させて配置し、互いの移動ブロック３，３を少なくと
も各軌道レール２Ａ，２Ａの２方向に傾動可能の傾斜装
置１０を介して背中合わせに連結したものである。この
ようにすれば、移動ブロック３が軌道レール２Ａ上を円
弧状に移動しても、建築物１０１と土台１００の平行が
維持される。

【００５５】［実施の形態２］図５および図６は本発明
の実施の形態２に係る転がり運動案内装置としての直線
運動案内装置を示している。

【００５６】すなわち、２０１は直線運動案内装置全体
を示すもので、概ね、軌道レール２０２と、軌道レール
２０２に沿って移動自在に組み付けられる移動ブロック
２０３と、軌道レール２０２の上面に配置される２列の
上面部ローラ２０４，２０４と、軌道レール２０２の左
右側面に配置される１列ずつの側面部ボール２０５，２
０５とを備えている。

【００５７】軌道レール２０２は断面四角形状で、上面
に２条の負荷転動体転走部としての負荷ローラ転走面２
４１，２４１が設けられ、左右側面にそれぞれ１条ずつ
の負荷ボール転走溝２５１，２５１が設けられている。

【００５８】上面の２条の負荷ローラ転走面２４１，２
４１は軌道レール２０２上面の左右側縁に片寄せて形成
されている。

【００５９】負荷ローラ転走面２４１，２４１は平坦な
水平面となっており、一方、負荷ボール転走溝２５１，
２５１は断面単一円弧形状のいわゆるサーキュラーアー
ク溝によって構成されている。この溝形状は、図７
（ｂ）に示されるように、２つの円弧面を有するいわゆ
るゴシックアーチ溝形状を採用してもよい。

【００６０】一方、移動ブロック２０３は、軌道レール
２０２上面に対向する水平部２０８と、水平部２０８か
ら垂下し軌道レール２０２左右側面に対向する左右袖部
２０９，２０９とを備えている。

【００６１】この移動ブロック２０３の水平部２０８下
面には軌道レール２０２の上面の負荷ローラ転走面２４
１，２４１と対応する２条の負荷ローラ転走面２４２，
２４２が設けられ、軌道レール２０２左右側面に対向す
る両袖部２０９，２０９内側面には各１条の負荷ボール
転走溝２５１に対応する負荷ボール転走溝２５２が設け
られている。

【００６２】水平部２０８下面に設けられる負荷ローラ
転走面２４２，２４２は水平部２０８下面に設けられた
断面矩形状のローラ溝２１０，２１０の溝上底面によっ
て構成されている。また、矩形状のローラ溝２１０の左
右内側面は互いに平行で上面部ローラ２０４の端面と僅
少な隙間を介して対向しており、ローラ端面案内壁２１
０ａ，２１０ａを構成している。この溝深さは上面部ロ
ーラ２０４の半径よりも小さく、図示例では上面部ロー
ラ２０４の半径の半分程度となっている。

【００６３】また、移動ブロック２０３の両袖部２０
９，２０９内側面の負荷ボール転走溝２５２も断面単一
円弧形状のいわゆるサーキュラアーク溝によって構成さ
れている。もっとも、軌道レール２０２と移動ブロック
２０３の対応する負荷ボール転走溝２５１，２５２の断
面形状としては、図７(ｂ)に示すように、２つの円弧を
組み合わせたいわゆるゴシックアーチ形状としてもよ
い。

【００６４】そして、軌道レール２０２上面と移動ブロ
ック２０３の水平部２０８下面の対応する負荷ローラ転
走面２４１，２４２間に２列の上面部ローラ２０４が、
軌道レール２左右側面と移動ブロック３の左右両袖部
９，９内側面の対応する負荷ボール転走溝２５１，２５
２間に左右２列の側面部ボール２０５，２０５が転動自
在に介装されている。

【００６５】移動ブロック２０３には、図６(ａ)に示す
ように、各上面部ローラ２０４を負荷ローラ転走面２４
２の一端から他端側に循環させる無負荷域のローラ戻し
通路２４３が、また、図６(ｂ)に示すように、側面部ボ
ール２０５を負荷ボール転走溝２５２の一端から他端側
に循環させる無負荷域のボール戻し通路２５３が、それ
ぞれ設けられている。

【００６６】ローラ戻し通路２４３は、負荷ローラ転走
面２４１と平行に形成される直線状のローラ逃げ穴２４
４と、負荷ローラ転走面２４１の端部とローラ逃げ穴２
４４の端部を接続するＵ字状に方向転換する方向転換路
２４５，２４５と、から構成されている。

【００６７】ボール戻し通路２５３は、図６(ｂ)に示す
ように、負荷ボール転走溝２５２と平行に形成される直
線状に延びるボール逃げ穴２５４と、負荷ボール転走溝
２５２の端部とボール逃げ穴２５４の端部を接続しＵ字
状に方向転換する方向転換路２５５と、から構成されて
いる。

【００６８】移動ブロック２０３は、金属製のブロック
本体２３１と、このブロック本体２３１の両端に装着さ
れるエンドプレート２３２と、から構成されるもので、
ブロック本体２３１の水平部２０８に負荷ローラ転走面
２４２とローラ逃げ穴２４４が、ブロック本体２３１の
両袖部２０９，２０９に負荷ボール転走溝２５２とボー
ル逃げ穴２５４がそれぞれ形成され、エンドプレート２
３２にローラ方向転換路２４５およびボール方向転換路
２５５がそれぞれ形成されている。ローラ逃げ穴２４４
は水平部２０８に直線状に貫通形成され、ボール逃げ穴
２５４は両袖部２０９，２０９に直線状に貫通形成され
ている。

【００６９】図５(ａ)に示すように、上面部ローラ２０
４が転動する負荷ローラ転走面２４１，２４２の法線で
ある接触角線Ｓ1とローラ中心軸を通る水平線Ｈ1とのな
す角であるローラ接触角α1は、水平線Ｈ1に対してほぼ
９０度に設定されている。ローラ逃げ穴２４４は上面部
ローラ２０４の接触角線Ｓ1上に設けられている。ま
た、上面部ローラ２０４については平面上を転動する円
筒ローラに限られず、中心軸を通る断面形状が円弧形状
となった樽形ローラとしてもよい。

【００７０】一方、図５(ａ)において、側面部ボール２
０５の負荷ボール転走溝２５１，２５２との接触構造
は、左右２列の各側面部ボール２０５が転動する互いに
対向する一対の負荷ボール転走溝２５１，２５２のボー
ル接点を結ぶ接触角線Ｓ2がボール中心を通る水平線Ｈ2
に対して軌道レール２０２の中心側に向かって徐々に下
方に傾斜する上開き構成となっている。各ボール逃げ穴
２５４は負荷ボール転走溝２５２と同一高さ、すなわち
水平線Ｈ2上に位置している。

【００７１】この接触角線Ｓ2と水平線Ｈ2とのなす角度
として定義される接触角α2は、本実施の形態ではほぼ
４５度に設定されている。もっとも、接触角α2は４５
度に限定されるものではなく、たとえば４０〜５０度等
種々の角度に設定することができる。

【００７２】負荷ボール転走溝２５１，２５２は、ボー
ル径の０．５２より小さい範囲、好ましくは０．５２〜
０．５０５程度に設定して減衰性を持たせることが好ま
しい。また、溝深さは、たとえば接触角が最大４５〜６
０度程度になった場合でも、接触範囲が負荷ボール転走
溝の溝端縁に干渉しない程度の溝深さに設定される。

【００７３】本実施の形態２においては、移動ブロック
の水平部２０８を軌道レール２０２に対して圧縮する方
向に作用する圧縮荷重ＦRは、移動ブロックの水平部２
０８と軌道レール２０２上面間の２列の上面部ローラ２
０４，２０４と、移動ブロックの左右両袖部２０９，２
０９内側面と軌道レール２０２左右側面間の左右１列ず
つの２列のボール２０５，２０５のすべての転動体によ
って受けられるので、許容荷重が増大する。

【００７４】また、圧縮荷重ＦRが作用すると袖部２０
９が開く方向に変形するので、軌道レール２０２の上面
側のローラ２０４，２０４および側面側のボール２０
５，２０５によって分担される荷重分布が安定化する。

【００７５】すなわち、軌道レール２０２の上面側のロ
ーラ２０４，２０４と側面側のボール２０５，２０５の
すべてが同時に接触して荷重を支持することが理想であ
るが、組立誤差等によって、たとえば軌道レール２０２
の側面側のボール２０５が先に接触し軌道レール２０２
上面側のローラ２０４，２０４が浮き気味になったりす
る片当たりの状態が生じる。このような場合でも、圧縮
荷重ＦRが作用すると、側面側のボール２０５，２０５
の接触反力によって袖部２０９，２０９が開いて水平部
２０８が沈み、軌道レール２０２上面側のローラ２０
４，２０４によって確実に圧縮荷重を受けることにな
り、荷重分布が安定化する。

【００７６】また、横方向荷重ＦTは、軌道レール２０
２側面に位置する１列のボール２０５によって受けられ
る。

【００７７】一方、移動ブロック２０３の水平部２０８
を軌道レール２０２上面から引き離す方向に作用する引
張り荷重ＦUについては、側面部ボール２０５と対応す
る負荷ボール転走溝２５１，２５２との接点が移動し、
図７(ａ)に示すように、接触角線Ｓ3が軌道レール２０
２側に向かって上向きに傾斜するような角度に変位して
荷重が支えられる。

【００７８】ゴシックアーチ溝形状については、図７
(ｂ)に示すように、負荷ボール転走溝２５１，２５２内
の第１円弧面Ｃ１から第２円弧面Ｃ２側に接点が移動す
る。

【００７９】したがって、移動ブロック２０３の水平部
２０８を軌道レール２０２上面から引き離す方向の引張
り荷重ＦUおよび横方向荷重ＦTに対する荷重負荷能力を
有し、しかも移動ブロッ２０３クの水平部２０８を軌道
レール２０２上面に押し付ける方向の圧縮荷重ＦRに対
する許容荷重を増大させることができる。

【００８０】［実施の形態２の変形例］この実施の形態
２の場合にも、図８に示すように、軌道レール２０２Ａ
が上下方向に曲がる円弧状の曲線運動案内装置について
も同様に適用することができる。この曲線運動案内装置
も、実施の形態１の変形例と同様に、建物の固有周期を
その重量とは無関係に軌道レール２０２Ａの半径によっ
て定める機能を有する点が直線運動案内装置と相違す
る。

【００８１】この場合も、軌道レール２０２Ａの上面お
よび下面が円弧状に曲がり、側面が垂直面上に位置して
いる。また、軌道レール２０２Ａ上面に対向する移動ブ
ロック２０３の水平部下面が軌道レール上面と同心円形
状に円弧状に曲げられている。そして、上面部ローラに
対応する負荷ローラ転走面２４１，２４２（図５(ａ)参
照）がそれぞれ円弧状の軌道レール上面と移動ブロック
の水平部下面に沿って円弧状に成形され、側面部ボール
に対応する負荷ボール転走溝２５１，２５２（図５(ｂ)
参照）が垂直面上で円弧状に曲がっている。

【００８２】また、図４(ｂ)に示したガイド機構と同様
に、曲線運動案内装置を２つ組み合わせて用いることが
できる。

【００８３】その他の構成および作用については上記実
施の形態２と同様であるので、同一の構成および作用に
ついては同一の符号を付してその説明を省略する。

【００８４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
移動ブロックの水平部を軌道レールに対して圧縮する方
向に作用する圧縮荷重は、移動ブロックの水平部と軌道
レール上面間の転動体と、移動ブロックの左右両袖部内
側面と軌道レール左右側面間の転動体のすべての転動体
によって受けられるので、圧縮荷重に対する許容荷重を
飛躍的に増大させることができる。

【００８５】また、圧縮荷重が作用すると、軌道レール
側面に位置する転動体から移動ブロックの袖部に作用す
る接触反力の水平方向分力によって、袖部は開く方向に
変形して水平部が沈むので、各転動体が片当たりの状態
となっていても、軌道レール上面側の転動体が確実に転
動体転走部に接触して圧縮荷重を支持し、軌道レール上
面と側面に位置する各転動体間の荷重分布が安定化す
る。

【００８６】また、軌道レール上面の転動体をボールに
すれば、横方向荷重についてもボールが負荷能力を有
し、一方の側面部ボールと上面部ボールによって横方向
荷重を受けることができる。

【００８７】また、軌道レール側面側の転動体を、軌道
レール側面と移動ブロックの袖部内側面の深溝の負荷ボ
ール転走溝間に介装されるボールによって構成すれば、
移動ブロックの水平部を軌道レール上面から引き離す方
向に作用する引張り荷重も支持することができる。

【００８８】軌道レール上面側の転動体をローラによっ
て構成すれば、横方向荷重は受けられないが、圧縮荷重
に対してボールに比べて許容荷重をより大きくすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１(ａ)は本発明の実施の形態１に係る直線運
動案内装置の正面断面図、同図(ｂ)は同図(ａ)の装置の
一部破断斜視図である。

【図２】図２(ａ)は図１の装置の一部破断側面図、同図
(ｂ)は図１の装置の一部破断平面図である。

【図３】図３（ａ）は図１の装置の引っ張り荷重作用状
態を示す図、同図（ｂ）はゴシックアーチ溝形状の接触
状態を示す図である。

【図４】図４は本発明の実施の形態１の軌道レールを曲
線レールとした変形例を示すもので、同図(ａ)は一部破
断斜視図、同図(ｂ)は２つ組み合わせたガイド機構を示
す正面図である。

【図５】図５(ａ)は本発明の実施の形態２に係る直線運
動案内装置の正面断面図、同図(ｂ)は同図(ａ)の装置の
一部破断斜視図である。

【図６】図６(ａ)は図５の装置の一部破断側面図、同図
(ｂ)は図５の装置の一部破断平面図である。

【図７】図７（ａ）は図５の装置の引っ張り荷重作用状
態を示す図、同図（ｂ）はゴシックアーチ溝形状の接触
状態を示す図である。

【図８】図８は本発明の実施の形態２の軌道レールを曲
線レールとした変形例を示す一部破断斜視図である。

【符号の説明】

１直線運動案内装置２軌道レール３移動ブロック３１ブロック本体３２エンドプレート３３ボルト穴４上面部ローラ５，６側面部ボール４１負荷ローラ転走面（軌道レール側）４２負荷ローラ転走面（移動ブロック側）４３ローラ戻し通路４４ローラ逃げ穴４５方向転換路５１，６１負荷ボール転走溝（軌道レール側）５２，６２負荷ボール転走溝（移動ブロック側）５３，６３ボール戻し通路５４，６４ボール逃げ穴５５，６５方向転換路７ボルト穴８水平部９袖部１０傾斜装置Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3 接触角線 α1，α2，α3 接触角Ｈ1，Ｈ2，Ｈ3 水平線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上面と両側面にそれぞれ負荷転動体転走部
が形成された軌道レールと、該軌道レールの負荷転動体転走部に対応して負荷転動体
転走部が形成された水平部と袖部を有する移動ブロック
と、軌道レールと移動ブロックの対応する負荷転動体転走部
間に転動自在に介装される多数の転動体と、を備えた転
がり運動案内装置において、軌道レールの両側面側に配される転動体の対応する負荷
転動体転走部との接点を結ぶ線である接触角線と転動体
の中心を通る水平線とのなす角度である接触角として、
接触角線が軌道レール側に向かって下向きに傾斜するよ
うに設定された角度を有することを特徴とする転がり運
動案内装置。
【請求項２】軌道レール上面と移動ブロックの水平部と
の間の転動体と負荷転動体転走部は複数列のボールと深
溝の負荷ボール転走溝とによって構成され、軌道レール側面と移動ブロックの袖部間の転動体と負荷
転動体転走部は１列または複数列のボールと深溝の負荷
ボール転走溝とによって構成されている請求項１に記載
の転がり運動案内装置。
【請求項３】軌道レール上面と移動ブロックの水平部と
の間の転動体と負荷転動体転走部は複数列のローラと負
荷ローラ転走面とによって構成され、軌道レール側面と移動ブロックの袖部間の転動体と負荷
転動体転走部は１列または複数列のボールと深溝の負荷
ボール転走溝とによって構成されている請求項１に記載
の転がり運動案内装置。
【請求項４】ボールの負荷ボール転走溝は、単一円弧状
断面を備えたサーキュラーアーク溝または２つの円弧状
断面を備えたゴシックアーチ溝形状である請求項２また
は３に記載の転がり運動案内装置。
【請求項５】軌道レールは直線状のレールである請求項
１，２，３または４に記載の転がり運動案内装置。
【請求項６】軌道レールは上下方向に円弧状に曲がった
曲線レールである請求項１，２，３または４に記載の転
がり運動案内装置。