JPWO2006022242A1 - 転がり案内装置 - Google Patents

Abstract

ボール径が小径化した小型の転がり案内装置であっても、移動ブロックに対してボールの無限循環路を容易に具備させることが可能であり、しかも簡便に且つ安価に製造することが可能な転がり案内装置を提供する。軌道レール１の転走溝１３に対向する移動ブロック２の一面にはボール３が無限循環するトラック溝２１が形成され、かかるトラック溝２１は、軌道レール１の転走溝１３との間でボール３が荷重を負荷しながら転走する負荷直線溝２２と、この負荷直線溝２２の両端部に夫々設けられ、かかる負荷直線溝２２を転走してきたボール３を荷重から解放すると共にその転走方向を転換させ、軌道レール１の転走溝１３から該ボール３を離脱させる一対のボール偏向溝２４と、一方のボール偏向溝２４から他方のボール偏向溝２４へ無負荷状態のボール３を移送する無負荷直線溝２３とから構成される。

Description

本発明は、軌道レールと移動ブロックが多数のボールを介して組みつけられ、前記移動ブロックに固定された被搭載物を軌道レールに沿って自在に往復運動させることが可能な転がり案内装置に係り、特に、前記移動ブロックがボールの無限循環路を備え、ボールを無限循環させながら移動ブロックが軌道レールに沿って連続的に移動することが可能な転がり案内装置に関するものである。

工作機械のワークテーブルや各種搬送装置の直線案内部では、テーブル等の可動体を搭載した移動ブロックが軌道レールに沿って連続的に移動する転がり案内装置を多用している。この種の転がり案内装置では、前記移動ブロックが多数のボールを介して軌道レールに組付けられており、ボールが移動ブロックと軌道レールとの間で荷重を負荷しながら転走することにより、移動ブロックに搭載した可動体を軌道レールに沿って極僅かな抵抗で軽く運動させることが可能となっている。また、移動ブロックにはボールの無限循環路が具備されており、ボールをこの無限循環路内で循環させることにより、前記移動ブロックが軌道レールに沿って連続的に移動することが可能となっている。

前記軌道レールには長手方向に沿ってボールの転走溝が形成される一方、前記移動ブロックには軌道レールのボール転走溝と対向する負荷転走溝が形成され、これら軌道レール側のボール転走溝と移動ブロック側の負荷転走溝とによってボールの負荷転走通路が形成されている。すなわち、ボールは軌道レール側のボール転走溝と移動ブロック側の負荷転走溝に接し、両者の間に作用する荷重を負荷しながら転走するように構成されている。また、移動ブロックには前記負荷転走溝と平行に無負荷転走通路が形成され、更に、この無負荷転走通路の両端は円弧状に形成された一対の方向転換路によって前記負荷転走通路と連通連結されている。ボールは負荷転走通路の端部において荷重から解放され、軌道レールのボール転走溝から離脱して前記方向転換路に進入し、この方向転換路から無負荷転走通路へと転走する。また、無負荷転走通路内を転走したボールは反対側の方向転換路を経て軌道レールのボール転走溝に戻され、再び荷重を負荷しながら負荷転走通路内を転走する。このように移動ブロックは負荷転走通路、方向転換路、無負荷転走通路、方向転換路と連続するボールの無限循環路を具備しており、ボールがこの無限循環路を循環しながら荷重の負荷状態及び無負荷状態を繰り返すことにより、移動ブロックが軌道レールに沿ってストロークの制限なく連続的に移動することが可能となっている。

前記移動ブロックは、焼入れが可能な鋼から形成されたブロック本体と、このブロック本体の前後両端面に固定される一対の合成樹脂製エンドキャップとから構成されており、前記負荷転走溝はブロック本体に研削加工で形成される一方、前記無負荷転走通路はブロック本体にボールの直径よりも大きな内径の貫通穴を前記負荷転走溝と平行に形成し、これによりトンネル状の無負荷転走通路としている。また、方向転換路は前記エンドキャップに形成されており、このエンドキャップをブロック本体の前後両端面に固定することにより、負荷転走通路の端部と無負荷転走通路の端部とが方向転換路で連結され、ボールの無限循環路が構成されるようになっている（特開平１０−００９２６４号公報、実公平４−５３４５９号公報等）。
特開平１０−００９２６４号公報 実公平４−５３４５９号公報 特開２００１−２２７５４０号公報

しかし、このような従来の転がり案内装置に適用されていた無限循環路の構成では、無負荷転走通路や方向転換路を移動ブロックに具備させるために多くの加工工程や部品が必要となり、移動ブロックの製造に手間がかかり、自ずと製造コストが嵩んでしまうといった問題点があった。また、移動ブロックを構成する各部品の加工誤差、組立誤差に起因し、前記無限循環路内における円滑なボール循環が困難であり、ボールが循環中に引っかかって異音が発生するといった問題点もあった。

また、近年において、この種の転がり案内装置の用途は工作機械等の分野に限らず、一般産業機械、ひいては大量に生産販売される日用品の分野にまで拡大してきており、例えば、転動体として使用されるボールの直径が１ｍｍ以下という超小型の転がり案内装置も必要とされてきている。従って、移動ブロックに無限循環路を具備させるために、ブロック本体に無負荷転走通路となる貫通穴を形成し、あるいは方向転換路を形成したエンドキャップをブロック本体に固定するといった手法では、そのようなボール直径が１ｍｍ以下の小型転がり案内装置を簡易且つ安価に製造することが困難である。

一方、特開２００１−２２７５４０号公報に開示される転がり案内装置では、移動ブロックに対する無負荷転走通路の形成を簡便に行うものとして、移動ブロックと軌道レールのそれぞれに互いに対向する溝を形成し、これら溝によってボールの無負荷転走通路を構成する試みがなされている。しかし、ボールを負荷転走通路から無負荷転走通路に送り込む方向転換路は従来通りにエンドキャップに形成されており、移動ブロックに対するエンドキャップの位置決めを正確に行う必要があった。このため、ボール直径が１ｍｍ以下になったような場合には、移動ブロックの組立が困難であった。

本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、ボール径が小径化した小型の転がり案内装置であっても、移動ブロックに対してボールの無限循環路を容易に具備させることが可能であり、しかも簡便に且つ安価に製造することが可能な転がり案内装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明の転がり案内装置は、軌道レールと、多数のボールを介して前記軌道レールに組付けられる移動ブロックとから構成され、前記移動ブロックと対向する軌道レールの少なくとも一面には、該軌道レールの長手方向に沿ってボールの転走溝が形成される一方、かかる転走溝に対向する移動ブロックの一面には、前記ボールが循環するトラック溝が形成されている。この無限トラック溝は、軌道レールの転走溝との間でボールが荷重を負荷しながら転走する負荷直線溝と、この負荷直線溝の両端部に夫々設けられ、かかる負荷直線溝を転走してきたボールを荷重から解放すると共にその転走方向を転換させ、軌道レールの転走溝から該ボールを離脱させる一対のボール偏向溝と、一方のボール偏向溝から他方のボール偏向溝へ無負荷状態のボールを移送する無負荷直線溝とから構成されている。

このような転がり案内装置では、軌道レールのボール転走溝と対向する移動ブロックの一面に対して前記トラック溝さえ形成しておけば、ボールを軌道レールの転走溝に送り込み、更には該転走溝から離脱させて無限循環させることができ、移動ブロックを軌道レールに沿って連続的に移動させることができる。すなわち、移動ブロックに対してボールの無限循環路を具備させるに際し、かかる移動ブロックに対して無負荷転走通路となる貫通穴を形成する必要がなく、また、移動ブロックの両端にボールの方向転換路を具備したエンドキャップを固定する必要もない。従って、ボールの無限循環路を備えた移動ブロックを極めて簡易に且つ安価に形成することが可能となる。

また、前記トラック溝はエンドミル等を用いた切削加工によって移動ブロックに対し単一の工程で形成することが可能であり、加工機械の数値制御によって前記トラック溝を構成する負荷直線溝、無負荷直線溝及びボール偏向溝はその深さを自由に調整しながら加工することが容易である。このため、極めて容易にボールの無限循環路を移動ブロックに具備させることができるものである。

更に、前述のようなトラック溝は切削加工に依らずとも、金型を用いた鋳造や金属射出成形（ＭＩＭ）によって移動ブロックを形成する際に、かかる移動ブロックに直接的に具備させることが可能であり、これらの方法で移動ブロックを形成すれば、ボールの無限循環路を備えた移動ブロックを大量に且つ安価に製造することが可能となる。

本発明を適用した転がり案内装置の第一実施例を示す一部切欠き斜視図である。 図１に示す転がり案内装置の正面断面図である。 図１に示す転がり案内装置における移動ブロックのトラック溝を示す拡大図である。 トラック溝内のボール偏向溝におけるボールの移動の様子を示す拡大断面図である。 トラック溝の無負荷直線溝に対して軌道レールの平坦面を対向させた例を示す拡大断面図である。 本発明を適用可能な転がり案内装置の第２実施例を示す正面断面図である。 第１実施例の転がり案内装置の移動ブロックに対してねじ軸を螺合させ、リニアアクチュエータを構成した例を示す一部切欠き斜視図である。 トラック溝の方向転換路におけるボールの移動の様子を示す拡大断面図であり、無負荷直線溝及び方向転換溝の断面形状がゴシックアーチ状に形成された場合を示す図である。

符号の説明

１…軌道レール、２…移動ブロック、３…ボール、１３…ボール転走溝、１４…無負荷ボール溝、１５…平坦面、２１…トラック溝、２２…負荷直線溝、２３…無負荷直線溝、２４…ボール偏向溝

以下、添付図面を参照しながら本発明の転がり案内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転がり案内装置の第１実施例を示すものである。この第１実施例の転がり案内装置は、長手方向に連続する収容溝１０を有してチャネル状に形成された軌道レール１と、多数のボール３を介して前記軌道レール１の収容溝１０内に組付けられた移動ブロック２とから構成されており、前記移動ブロック２が軌道レール１の収容溝１０内を自在に往復運動するように構成されている。

前記軌道レール１は、各種機器の被取付部に固定されるベース部１１と、このベース部１１の両側に立設された一対の側壁部１２，１２とを備え、互いに対向する側壁部１２，１２の間には前記移動ブロック２の通路となる収容溝１０が形成されている。各側壁部１２の収容溝１０に面した内側面には、長手方向（図２の紙面垂直方向）に沿ってボール３の転走溝１３が形成されると共に、このボール転走溝１３の下側には該ボール転走溝１３と平行に無負荷ボール溝１４が形成されている。また、ボール転走溝１３と無負荷ボール溝１４とは平坦部１５によって仕切られている。尚、図示はされていないが、軌道レール１のベース部１１には複数のタップ穴が形成され、これらタップ穴に固定ねじを螺合させることで、軌道レール１を各種機器の被取付部に固定することができるようになっている。

一方、前記移動ブロック２は矩形状に形成されており、図２に示すように、軌道レール１のベース部１１及び側壁部１２と僅かな隙間を保持し、かかる軌道レール１の収容溝１０内に遊嵌している。また、移動ブロック２は軌道レール１の収容溝１０から僅かに上方へ突出しており、かかる移動ブロック２の上面がテーブル等の可動体の取付面２０となっている。尚、図示はしていないが、移動ブロック２の上面２０には取付ねじを螺合させるタップ穴を形成することができる。

図１に示されるように、軌道レール１のフランジ部１２と僅かな隙間を介して対向する移動ブロック２の側面には、多数のボール３を収容したトラック溝２１が形成されている。図３に示すように、このトラック溝２１は、軌道レール１のボール転走溝１３と対向する負荷直線溝２２と、この負荷直線溝２２と平行に形成されると共に軌道レール１の無負荷ボール溝１４と対向した無負荷直線溝２３と、これら負荷直線溝２２と無負荷直線溝２３との間でボールを往来させるボール偏向溝２４，２４とから構成されている。ボール３が軌道レール１のボール転走溝１３と移動ブロック２の負荷直線溝２２との間で荷重を負荷しながら転走することにより、前記移動ブロック２は軌道レール１に沿って自在に往復動することが可能となっている。すなわち、軌道レール１のボール転走溝１３と移動ブロック２の負荷直線溝２２との対向により、ボール３の負荷転走通路が形成されている。

図４に示すように、前記軌道レール１のボール転走溝１３及びこれと対向するトラック溝２１内の負荷直線溝２２は、その断面がゴシックアーチ状に形成されており、ボール３はこれらの溝１３，２２に対して夫々２点で接触している。ボール３とボール転走溝１３、あるいは負荷直線溝２２との接触方向はフランジ部１２の内側面の法線方向（図４の左右方向）に対して上下に４５度ずつ傾斜しており、移動ブロック２に対してその移動方向以外に作用するあらゆる荷重を負荷することができるようになっている。

一方、軌道レール１の無負荷ボール溝１４及びこれと対向するトラック溝２１の無負荷直線溝２３は、その断面がボール３の球面の曲率よりも大きな曲率のサーキュラアーク溝として形成されている。互いに対向する軌道レール１側の無負荷ボール溝１４と移動ブロック２側の無負荷直線溝２３との距離は、トラック溝２１に収容されたボール３の直径よりも僅かに大きく設定されており、ボール３と軌道レール１、ボール３と移動ブロック２との間に僅かに隙間が生じるようになっている。軌道レール１に対するボール転走溝１３と無負荷ボール溝１４、移動ブロック２に対する負荷直線溝２２と無負荷直線溝２３を夫々同じ深さに形成したとしても、ボール転走溝１３と負荷直線溝２２はその断面がゴシックアーチ状に形成されており、無負荷ボール溝１４と無負荷直線溝２３はその断面がサーキュラアーク状に形成されていることから、ボール３と後者の無負荷ボール溝１４及び無負荷直線溝２３との間には僅かな隙間が発生することになる。すなわち、軌道レール１の無負荷ボール溝１４と移動ブロック２の無負荷直線溝２３とが互いに対向し、ボール３の無負荷転走通路が形成されている。

また、前記ボール偏向溝２４は負荷直線溝２２と無負荷直線溝２３とを連結する略Ｕ字状の軌道を有しており、荷重を負荷しながら負荷直線溝２２を転走してきたボール３を荷重から解放すると共に、かかるボール３の転走方向を徐々に変化させ、１８０度方向転換させて前記無負荷直線溝２３に送り込むように構成されている。このボール偏向溝２４は負荷直線溝２２との連結部位において最も浅く、軌道レール１の平坦部１５と対向する部位において最も深くなるように形成されている。ボール偏向溝２４が徐々に深くなることにより、負荷直線溝２２を転走してきたボール３がボール偏向溝２４に進入すると、かかるボール３は荷重から解放され、無負荷状態となってボール偏向溝２４内を無負荷直線溝２３へ向けて進行する。また、ボール偏向溝２４は無負荷直線溝２３に接近するにつれて徐々に浅くなり、ボール３が無負荷状態を維持したまま前記無負荷直線溝２３に進入するようになっている。

移動ブロック２を軌道レール１に沿って移動させると、軌道レール１の転造溝１３と移動ブロック２の負荷直線溝２２との間に挟まれているボール３、すなわち負荷転走通路内で荷重を負荷しているボール３は、軌道レール１に対する移動ブロック２の移動速度Ｖの半分の速度０．５Ｖで負荷直線溝２２内を移動する。負荷直線溝２２内を転走するボール３はボール偏向溝３０に到達すると、溝の断面形状がゴシックアーチ状からサーキュラアーク状へ徐々に変化することから、次第に荷重から解放される。荷重から解放されたボール３は後続のボール３に押されるようにしてそのまま軌道レール１の転走溝１３内を進行するが、ボール偏向溝３０は転走溝１３におけるボールの転走を遮り、ボール３の進行方向を強制的に変化させるので、ボール３はボール偏向溝３０によって転走溝１３の側方へ寄せられ、かかる転走溝１３を這い上がるようにして軌道レール１の平坦部１５にまで持ち上がる。これにより、ボール３は軌道レール１の転走溝１３から離脱し、移動ブロック２のボール偏向溝２４に完全に収容される。

ボール偏向溝２４は略Ｕ字状の軌道を有していることから、ボール偏向溝２４内に収容されたボール３はその転走方向を逆転させ、軌道レール１の無負荷ボール溝１４と移動ブロック２の無負荷直線溝２３の対向によって形成された無負荷転走通路内に進入する。この際、ボール３は軌道レール１の無負荷ボール溝１４を側方から這い降りるようにして無負荷転走通路に進入する。前述の如く、軌道レール１の無負荷ボール溝１４と移動ブロック２の無負荷直線溝２３との距離はボール３の直径よりも僅かに大きく設定されているので、ボール３は無負荷転走通路内では無負荷状態となり、後続のボール３に押されるようにして無負荷通路内を進む。

また、無負荷転走通路内を進行したボール３は、無負荷直線溝２３とボール偏向溝２４の接続部位に到達すると、ボール偏向溝２４が該ボール３を軌道レール１の無負荷ボール溝１４の側方へ寄せていくので、かかるボール３は無負荷ボール溝１４を這い上がるようにして軌道レール１の平坦部１５にまで持ち上がり、移動ブロック２のボール偏向溝２４に完全に収容される。そして、ボール偏向溝２４内に収容されたボール３はその転走方向を再び逆転させ、軌道レール１のボール転走溝１３と移動ブロック２の負荷直線溝２２の対向によって形成された負荷転走通路内に進入する。この際、ボール３はボール偏向溝２４に導かれ、軌道レール１のボール転走溝１３を側方から這い降りるようにして負荷転走通路に進入し、かかるボール偏向溝２４と負荷直線溝２２との接続部位において溝の断面形状がサーキュラアーク状からゴシックアーチ状へ徐々に変化すると、無負荷状態から荷重の負荷状態へと移行する。

ボール３はこのようにして移動ブロック２のトラック溝２１内を循環し、これに伴って移動ブロック２が軌道レール１に沿って間断なく連続的に移動することが可能となっている。

このような本実施例の転がり案内装置では、軌道レール１におけるボール転走溝１３の形成面、すなわち前記フランジ部１２の内側面と対向する移動ブロック２の外側面に対して前記トラック溝２１を形成し、かかるトラック溝２１によってボール３の無限循環路を形成しているので、移動ブロック２の構成は極めて簡素なものとなっている。また、軌道レールのボール転走溝１３に対するボールの進入及び離脱はトラック溝２１に形成されたボール偏向溝２４のみによって行われており、何ら他の部材を必要としていない。ボール偏向溝２４も含め、前記トラック溝２１は移動ブロック２の外側面に対してエンドミルを用いたフライス加工等を用いることで容易に形成することができ、例えば、負荷直線溝２２はゴシックアーチ状の断面形状に対応した総形ミルを使用して形成することができる。一方、断面形状がサーキュラアーク状のボール偏向溝２４及び無負荷直線溝２３はボールエンドミルを用いて形成することができる。更に、加工機械の数値制御によって負荷直線溝２２、ボール偏向溝２４及び無負荷直線溝２３の深さは精度良く調整することが可能であり、ボール偏向溝３０についても、ボール３を軌道レール１のボール転走溝１３から離脱させる上で過不足ない深さ及び形状を自由に与えることが可能である。

また、一本のエンドミルを用いて負荷直線溝２２、ボール偏向溝２４及び無負荷直線溝２３を連続的に形成することも可能である。すなわち、移動ブロック２の側面に対して一筆書きの如くトラック溝２１を一工程で形成するのである。この場合は、図８に示すように、無負荷直線溝２３及びボール偏向溝２４の断面形状はサーキュラアーク状ではなく、負荷直線溝２２と同じゴシックアーチ状に形成される。また、このように無負荷直線溝２３及びボール偏向溝２４の断面形状をゴシックアーチ状に形成した場合には、無負荷転走通路内でボール３に荷重が作用するのを防止するため、これら無負荷直線溝２３及びボール偏向溝２４はサーキュラアーク状の断面形状を有する場合よりも深く形成し、ボール３と軌道レール１の無負荷ボール溝１４との間に隙間を発生させる必要がある。このように一本のエンドミルを用いてトラック溝２１を連続的に形成すれば、トラック溝２１を一層簡便に移動ブロック２に具備させることができる。

図１に示した実施例の移動ブロック２は矩形状に形成されており、その相反する一対の外側面に対してトラック溝２１，２１が形成されることから、例えば、可動体の取付面２０を加工基準面として一対のトラック溝２１，２１を同時に加工することも可能であり、極めて簡単に移動ブロック２の加工を行うことができる。

また、エンドキャップ等の如く、ボール３の無限循環路を形成するための別部品を移動ブロック２に固定する必要がないので、それら部品の加工精度や取付精度を管理する必要もない。従って、本発明は小型の転がり案内装置、例えば直径１ｍｍ以下のボールを使用する転がり案内装置を製作する際に極めて有用であると言える。

更に、本発明の転がり案内装置においては、金型を用いた鋳造によって移動ブロック２を形成し、かかる鋳造時に前記トラック溝２１を移動ブロック２に同時に具備させてしまうことも可能である。特に非晶質金属の鋳造によって移動ブロック２を形成した場合、かかる非晶質金属は過冷却液体領域を有するため、凝固収縮を考慮する必要がなく、寸法精度に優れると共に金型の表面状態が高精度に再現されるといった特質がある。また、非晶質であることから、結晶構造を有する通常の金属と比べて表面が滑らかであり、且つ、Ｈｖ５００以上の硬さが容易に得られ、耐摩耗性にすぐれているといった特質もある。従って、このような非晶質金属を用いた鋳造によって前記移動ブロック２を形成し、かかる鋳造によって前記トラック溝２１を移動ブロック２に具備させるようにすれば、この鋳造工程のみによって移動ブロック２を完成させることができ、極めて安価に転がり案内装置を製作することが可能となる。

同様にして、金属射出成形（ＭＩＭ）を用いて移動ブロックを形成し、かかる射出成形時に前記トラック溝２１を移動ブロック２に同時に具備させてしまうことも可能である。

一方、図１に示した例では軌道レール１に無負荷ボール溝１４を形成し、軌道レール１側の無負荷ボール溝１４と移動ブロック２側の無負荷直線溝２３とが対向することでボール３の無負荷転走通路を形成するように構成したが、軌道レール１側の無負荷ボール溝１４は省略することも可能である。すなわち、図５に示すように、トラック溝２１を構成する無負荷直線溝２３をボール偏向溝２４の最深部から連続した深さの溝に形成し、無負荷直線溝２３と軌道レールのフランジ部１２の内側面が対向して無負荷転走通路を構成するようにしても良い。

但し、軌道レール１側に無負荷ボール溝１４を形成せず、トラック溝２１の無負荷直線溝２３に平坦面を対向させると、無負荷直線溝２３を進行する各ボール３は軌道レール１に対して点接触するので、トラック溝２１内のボール３に対して潤滑油を供給して該ボール３を潤滑したとしても、無負荷直線溝２３を進行するボール３と軌道レール１との間では潤滑油膜が途切れやすく、ボール３と軌道レール１との固体接触が懸念される。また、軌道レール１に対する移動ブロック２の移動速度をＶとすると、無負荷直線溝２３内のボール３は移動ブロック２に対して０．５Ｖの速度で移動ブロック２と同一方向へ進行しており、軌道レール１に対しては１．５Ｖの速度で移動ブロック２と同一方向へ進行していることになる。このため、ボール３と軌道レール１との間の油膜が途切れると、移動ブロック２の速度Ｖを高く設定した場合に、ボール３の焼きつき、ボール３の偏摩耗の発生が懸念される。

図１乃至図４に示した実施例の如く軌道レール１に無負荷ボール溝１４を形成した場合、トラック溝２１の無負荷直線溝２３を進行するボール３は軌道レール１側の無負荷ボール溝１４の内部を進行するので、ボール３は軌道レール１側及び移動ブロック２側からサーキュラアーク状の溝に包み込まれることになり、ボール３と軌道レール１との接触面圧を図５の例と比べて低下させることが可能となる。これに加えて、ボール３が１．５Ｖの高速で無負荷ボール溝１４の内部を進行するので、無負荷ボール溝１４に付着した油膜に対して動圧が作用し、油膜の圧力が高まることでボール３と軌道レール１の固体接触を防止することが可能となる。また、無負荷転走通路内のボール３は軌道レール１に対しては１．５Ｖの速度で進行するが、移動ブロック２に対しては０．５Ｖの速度で進行しており、ボール３の両側の壁面の間には速度差が存在するので、かかるボール３は潤滑油の粘性抵抗によって緩やかに回転しながら無負荷転走通路内を進行し、移動ブロック２との間にも安定した油膜を形成することになる。この場合、ボール３の中心位置は移動ブロック２側の油膜の厚さ、軌道レール１側の油膜の厚さに応じて決定され、相対速度差の大きい軌道レール１側の油膜が移動ブロック２側よりも若干厚くなるので、ボール３は軌道レール１側よりも移動ブロック２側にやや近い位置に保持され、安定した状態で無負荷転走通路内を進行する。

すなわち、このようなトラック溝２１を移動ブロック２に形成してボール３の無限循環路を構成するのであれば、軌道レール１側の無負荷ボール溝１４と移動ブロック２側の無負荷直線溝２３との対向によってボール３の無負荷転走通路を形成することにより、かかる無負荷転走通路内を進行するボール３の潤滑を円滑に行うことが可能となるのである。

図６は本発明を適用した他の転がり案内装置の例を示す正面断面図である。この図６に示す例において、軌道レール５はその長手方向に直交する断面が略矩形状に形成されており、相反する方向に向いた一対の外側面には夫々ボール転走溝５１及び無負荷ボール溝５２が形成されている。また、移動ブロック６は前記軌道レール５の一部が遊嵌する係合溝６０を有してサドル状に形成されており、可動体の取付面６１を具備した天板部６２を備えると共に、この天板部６２の両側から垂れ下がった一対のスカート部６３，６３を備えている。各スカート部６３の内側面は軌道レール５の外側面と僅かな隙間を介して対向しており、かかるスカート部６３の内側面に対して第１実施例と同じトラック溝６４が形成されている。トラック溝６４内には多数のボール７が配列されており、これらのボール７がトラック溝６４内を循環することにより、移動ブロック６が軌道レール５に沿って連続的に移動することが可能となっている。

図７は、図１乃至図４に示した第１実施例の転がり案内装置の移動ブロック２に対してねじ軸８を螺合させ、かかるねじ軸８の回転によって移動ブロック２が軌道レール１の収容溝１０の内部を進退するリニアアクチュエータを構成した例である。前述の如く移動ブロック２におけるボール３の無限循環路はトラック溝２１によって構成されていることから、移動ブロック２にはねじ軸８が螺合する貫通穴を大口径で形成することが可能であり、移動ブロック２を小型化しつつも、かかる移動ブロック２に対して比較的大きな径のねじ軸８を螺合させることが可能となる。これにより、ねじ軸８の長尺化を図りつつもその回転速度を高めることが可能になると共に、移動ブロック２に対して大きな推力を与えることが可能となり、高速且つロングストロークのリニアアクチュエータを提供することが可能となる。

Claims (11)

1. 軌道レールと、多数のボールを介して前記軌道レールに組み付けられる移動ブロックとから構成され、
   前記移動ブロックと対向する軌道レールの少なくとも一面には、該軌道レールの長手方向に沿ってボールの転走溝が形成される一方、この転走溝に対向する移動ブロックの一面には前記ボールが無限循環するトラック溝が形成され、
   かかるトラック溝は、軌道レールの転走溝との間でボールが荷重を負荷しながら転走する負荷直線溝と、この負荷直線溝の両端部に夫々設けられ、かかる負荷直線溝を転走してきたボールを荷重から解放すると共にその転走方向を転換させ、軌道レールの転走溝から該ボールを離脱させる一対のボール偏向溝と、一方のボール偏向溝から他方のボール偏向溝へ無負荷状態のボールを移送する無負荷直線溝とから構成されることを特徴とする転がり案内装置。
2. 前記移動ブロックの無負荷直線溝は軌道レールと対向しており、これによって前記無負荷直線溝内にボールが保持されることを特徴とする請求項１記載の転がり案内装置。
3. 前記移動ブロックの無負荷直線溝は、その断面形状が前記ボール球面の曲率よりも僅かに大きな曲率で曲面状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の転がり案内装置。
4. 前記移動ブロックのトラック溝はその全周にわたって同一の断面形状に形成されており、前記トラック溝を構成する負荷直線溝、ボール偏向溝及び無負荷直線溝はその深さが異なることを特徴とする請求項１記載の転がり案内装置。
5. 前記軌道レールには無負荷ボール溝が平坦部を介して転走溝と同一平面上に平行に形成され、かかる無負荷ボール溝は前記移動ブロックに形成された無負荷直線溝と対向していることを特徴とする請求項１記載の転がり案内装置。
6. 前記移動ブロックに形成された負荷直線溝と無負荷直線溝は略同じ深さに形成されていることを特徴とする請求項５記載の転がり案内装置。
7. 前記無負荷直線溝はボール偏向溝の最深部と同一の深さに形成されていることを特徴とする請求項１記載の転がり案内装置。
8. 前記軌道レールは長手方向に連続する収容溝を有してチャネル状に形成される一方、前記移動ブロックは軌道レールの収容溝に遊嵌する矩形状に形成され、
   前記軌道レールには収容溝を介して互いに対向する一対のフランジ部の内側面に前記ボール転走溝が形成される一方、前記移動ブロックには軌道レールのフランジ部と対向する一対の側面の夫々に前記トラック溝が形成されていることを特徴とする請求項１記載の転がり案内装置。
9. 前記軌道レールは長手方向に直交する断面が略矩形状に形成される一方、前記移動ブロックは軌道レールの一部が遊嵌する係合溝を有してサドル状に形成され、
   前記軌道レールの両側面には前記ボール転走溝が形成される一方、前記移動ブロックには軌道レールの側面と対向する一対のスカート部の内側面に前記トラック溝が夫々形成されていることを特徴とする請求項１記載の転がり案内装置。
10. 請求項１記載の転がり案内装置の製造方法であって、
    前記移動ブロックは金型を用いた非晶質金属の鋳造によって形成され、かかる鋳造の際に前記トラック溝も同時に形成されることを特徴とする転がり案内装置の製造方法。
11. 請求項１記載の転がり案内装置の製造方法であって、
    前記移動ブロックは金型を用いた金属射出成形によって形成され、かかる金属射出成形の際に前記トラック溝も同時に形成されることを特徴とする転がり案内装置の製造方法。