JPWO2006064734A1 - 転がり案内装置 - Google Patents

Abstract

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、部品点数や加工工数を削減することにより、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。軌道レールに沿って往復動する移動ブロックは、被取付体が固定されるブロック本体と、前記軌道レールのボール転走面に対向する位置で前記ブロック本体に取り付けられて前記無限循環路を形成するボール循環プレートとを備え、このボール循環プレートには、少なくとも、軌道レールの転走溝と対向する負荷直線溝、この負荷直線溝と平行で且つ軌道レールに向けて開放された無負荷直線溝が形成されている。そして、前記ボールは、前記ボール循環プレートの負荷直線溝内では軌道レールの転走溝との間で荷重を負荷しながら転走し、前記無負荷直線溝内では軌道レールに接しながら無負荷状態で転走する。

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間断なく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

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・組立に手間がかかり、自ずと生産コストが嵩んでしまうといった問題点があった。

また、ボールが荷重を負荷しながらブロック本体の負荷転走溝を転走することから、かかる負荷転走溝の表面硬度を高める必要があり、ブロック本体における負荷転走溝の形成部位には焼入れ処理が必須となる。その反面、ブロック本体を丸ごと焼入れ処理してしまったのでは、無負荷転走通路の加工や可動体を固定するためのタップ穴の加工等が困難となってしまう。このため、従来は焼入れ処理が必要な負荷転走面等の部位に対してのみ浸炭焼入れ等を行っていたが、処理に手間がかかり、やはり生産コストの上昇に繋がっていた。

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、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、部品点数や加工工数を削減することにより、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、長手方向に沿ってボール転走溝が形成された軌道レールと、多数のボールを介して前記軌道レールに組付けられると共にこれらボールの無限循環路を有し、かかる軌道レールに沿って移動自在な移動ブロックとから構成されている。また、前記移動ブロックは、被取付体が固定されるブロック本体と、前記軌道レールのボール転走面に対向する位置で前記ブロック本体に取り付けられて前記無限循環路を形成するボール循環プレートとを備えたものとなっている。このボール循環プレートには、少なくとも、軌道レールの転走溝と対向する負荷直線溝、この負荷直線溝と平行で且つ軌道レールに向けて開放された無負荷直線溝が形成されている。そして、前記ボールは、前記ボール循環プレートの負荷直線溝内では軌道レールの転走溝との間で荷重を負荷しながら転走し、前記無負荷直線溝内では軌道レールとの間で案内されながら無負荷状態で転走する。

このような本発明の転がり案内装置によれば、前記移動ブロックを構成するブロック本体に関しては、ワークテーブル等の被搬送体の取付面及び前記ボール循環プレートの取付位置のみを形成すれば良く、ボールを無限循環させるための無負荷転走通路をブロック本体に形成する必要がないことから、かかるブロック本体の加工を容易に行うことが可能となる。また、ボールはブロック本体ではなくボール循環プレートに形成された負荷直線溝を転走するので、ブロック本体に対しては焼入れ処理等の熱処理を行う必要がなく、軟鋼等の安価な材料を用いて形成することが可能となる。

一方、ブロック本体に取り付けられるボール循環プレートには軌道レールの転走溝と対向する負荷直線溝、この負荷直線溝と平行な無負荷直線溝が形成されるが、これらの溝はいずれも軌道レールに向けて開放されていることから、ブロック本体にボール循環プレートを組み付ける以前であれば、切削加工等の加工方法で容易に形成することができ、しかも専用の工作機械を用いずとも汎用の工作機械で加工することが可能である。これにより、ボール循環プレートも安価に形成することができ、移動プロツク全体として安価に且つ容易に生産することができるものである。

また、負荷直線溝と無負荷直線溝との間でボールを往来させる一対の方向転換溝も前記ボール循環プレートに形成することができ、これら負荷直線溝、無負荷直線溝、一対の方向転換溝が連続したトラック溝をボール循環プレートに形成すれば、ボール循環プレートのみでボールの無限循環路を形成することが可能となり、更に安価に且つ容易に移動ブロックを清算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分解斜視図である。 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のボール循環プレートを示す斜視図である。 図１に示す転がり案内装置におけるボール循環プレートのトラック溝を示す拡大図である。 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。 ストッパ部材及びサイドシールを一体化したシールユニットを示す斜視図である。 ボール循環プレートの形状を変更した転がり案内装置の例を示す正面断面図である。 本発明を適用可能な転がり案内装置の第２実施例を示す分解斜視図である。 図８に示す転がり案内装置のボール循環プレートを示す斜視図である。 図８に示す転がり案内装置におけるボールの無限循環路の構成を示す拡大図である。 移動ブロックに接するエンドキャップの内側面を示す正面図である。 本発明を適用可能な転がり案内装置の第３実施例を示す正面断面図である。 本発明を適用可能な転がり案内装置の第４実施例を示す正面断面図である。

符号の説明

１…転がり案内装置、２…ボール、１０…軌道レール、１３…ボール転走溝、１４…無負荷ボール溝、１５…平坦面、２０…移動ブロック、３０…ボール循環プレート、３１…トラック溝、３２…負荷直線溝、３３…無負荷直線溝、３４…方向転換溝、４０…ストッパ部材

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１は、ベッドやコラム等の被取付部に固定される軌道レール１０と、多数のボール２を介して前記軌道レール１０に組付けられた移動ブロック２０とから構成されており、前記移動ブロック２０が軌道レール１０上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１０は長手方向に垂直な断面が略矩形状に形成されており、底面１１が前記被取付部への固定面となっている。また、長手方向に所定の間隔をおいて固定ボルトの取付孔１２が開設されており、この取付孔１２に挿通された固定ボルトを被取付部に締結することにより、この軌道レール１０を被取付部に対して強固に固定することができるようになっている。軌道レール１０の両側面には長手方向に沿ってボール転走溝１３が夫々形成されている。このボール転走溝１３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２は２点で接触しながらこのボール転走溝１３内を転動する。一方、このボール転走溝１３の下側にはボール保持溝１４が形成されている。このボール保持溝１４は前記ボール転走溝１３と略同じ、あるいはそれ以上の深さに形成されており、このボール保持溝１４内を転走するボール２に対して荷重が作用するのを防止している。前記ボール転走溝１３とボール保持溝１４とは平坦部１５によって離隔している。尚、前記ボール保持溝１４は軌道レール１０の幅方向に関する取付基準面としても利用される。

一方、前記移動ブロック２０は、テーブル等の可動体の取付面２１を備えたベース部２２と、前記軌道レール１０の両側面と対向するようにして前記ベース部２２から突設された一対のスカート部２３，２３とを備え、全体として断面略サドル状に形成されている。一対のスカート部２３，２３の間は軌道レール１０の上部が遊嵌する収容溝となっており、移動ブロック２０のベース部２２及びスカート部２３は収容溝内の軌道レール１０と僅かな隙間を介して対向している。前記ベース部２２には可動体を固定するためのタップ孔２４が形成されており、可動体に挿通させた固定ボルトを前記タップ孔２４に締結することにより、可動体を移動ブロック２０に固定することができるようになっている。また、各スカート部２３の下面には移動ブロック２０と軌道レール１０との隙間を該軌道レール１０の長手方向に沿って密封するサイドシール２５が設けられている。

移動ブロック２０の各スカート部２３には、軌道レール１０の側面と対向する位置にボール循環プレート３０が固定されている。このボール循環プレート３０は長手方向に垂直な断面が略三角形状に形成されており、移動ブロック２０のスカート部２３に形成された取付溝２６に嵌合している。図３及び図４に示すように、ボール循環プレート３０には軌道レール１０の側面と対向する位置に、多数のボール２を収容したトラック溝３１が形成されている。このトラック溝３１は、軌道レール１０のボール転走溝１３と対向する負荷直線溝３２と、軌道レール１０のボール保持溝１４に対向する無負荷直線溝３３と、これら負荷直線溝３２と無負荷直線溝３３の端部同士を連結する一対の方向転換溝３４，３４とから構成されている。

ボール２が軌道レール１０のボール転走溝１３とボール循環プレート３０の負荷直線溝３２との間で荷重を負荷しながら転走することにより、かかるボール循環プレート３０は軌道レール１０側から移動ブロック２０の取付溝２６内に押圧され、これによってボール循環プレート３０がスカート部２３に取付溝２６内に保持されるようになっている。また、図１に示すように、移動ブロック２０の移動方向の前後両端面には、ストッパ部材４０，４０が固定されており、これらストッパ部材４０，４０によってボール循環プレート３０の長手方向への移動が係止されるようになっている。このストッパ部材はゴム製のエンドシール部材４１を具備しており、かかるエンドシール部材４１が軌道レールと移動ブロックの隙間を密封するようになっている。すなわち、前記ボール循環プレート３０は移動ブロック２０の取付溝２６に対して嵌合しているのみであり、移動ブロック２０を軌道レール１０から抜き取ると、ボール循環プレート３０を移動ブロック２０から容易に取り外すことができるようになっている。

また、ボール循環プレート３０は前述の如くその断面が略三角形状に形成されていることから、かかるボール循環プレート３０に対してこれを移動ブロック２０のスカート部２３に押圧する力が作用すると、ボール循環プレート３０が軌道レール１０の高さ方向（紙面上下方向）に関してスカート部２３の収容溝２６内で位置決めされ、結果的に該高さ方向に関して移動ブロック２０が軌道レール１０に対して位置決めされることになる。

図５に示すように、前記軌道レール１０のボール転走溝１３及びこれと対向するトラック溝３１の負荷直線溝３２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２はこれらの溝に対して２点で接触している。ボール２とボール転走溝１３、あるいは負荷直線溝３２との接触方向は軌道レール１０の側面の法線方向（図５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２０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。すなわち、軌道レール１０のボール転走溝１３とボール循環プレート３０の負荷直線溝３２との対向により、ボール２の負荷転走通路が形成されており、ボール２がこの負荷転走通路内を転動することにより、ボール循環プレート３０を保持した移動ブロック２０が軌道レール１０に沿って自在に往復動することが可能となっている。

一方、ボール循環プレート３０の無負荷直線溝３３及び軌道レール１０のボール保持溝１４も、その断面はゴシックアーチ状に形成されている。互いに対向する軌道レール１０側のボール保持溝１４と移動ブロック２０側の無負荷直線溝３３との距離は、トラック溝３１に収容されたボール２の直径よりも大きく設定されており、ボール２と軌道レール１０、ボール２と移動ブロック２０との間に僅かに隙間が生じるようになっている。従って、ボール２は軌道レール１０のボール保持溝１４に寄り掛かるようにして移動ブロック２０の無負荷直線溝３３内を無負荷状態で転動し、これによってボール２が無負荷直線溝３３内に保持されるようになっている。すなわち、ボール循環プレート３０の無負荷直線溝３３と軌道レール１０のボール保持溝１４の対向によって、ボール２の無負荷転走通路が形成されている。

また、ボール２は前記方向転換溝３４の内部を無負荷状態で転走するようになっている。軌道レール１０のボール転走溝１３内で荷重を負荷しながら転走していたボール２を方向転換溝３４に導き入れるため、かかる方向転換溝３４は負荷直線溝３２との接続部から徐々に深くなり、軌道レール１０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。そして、無負荷直線溝３３に接近するにつれて徐々に浅くなり、無負荷直線溝３３と連結されている。

移動ブロック２０を軌道レール１０に沿って移動させると、軌道レール１０のボール転走溝１３と移動ブロック２０の負荷直線溝３２との間に挟まれているボール２、すなわち負荷転走通路内で荷重を負荷しているボール２は、軌道レール１０に対する移動ブロック２０の移動速度Ｖの半分の速度で負荷直線溝３２内を移動する。負荷直線溝３２内を転走するボール２は、負荷直線溝３２と方向転換溝３４の接続部位に到達すると、かかる負荷直線溝の深さが徐々に深くなることから、次第に荷重から解放される。荷重から解放されたボール２は後続のボール２に押されるようにしてそのまま軌道レール１０のボール転走溝１３内を進行するが、方向転換溝３４が該ボール２をボール転走溝１３の側方へ寄せていくので、かかるボール２はボール転走溝１３を這い上がるようにして軌道レール１０の平坦部１５にまで持ち上がり、移動ブロック２０の方向転換溝３４に完全に収容される。

方向転換溝３４は略半円状の軌道を有していることから、方向転換溝３４内に収容されたボール２はその転走方向を逆転させ、軌道レール１０のボール保持溝１４と移動ブロック２０の無負荷直線溝３３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２は軌道レール１０のボール保持溝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１０のボール保持溝１４と移動ブロック２０の無負荷直線溝３３との距離はボール２の直径よりも僅かに大きく設定されているので、ボール２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２に押されるようにして無負荷転走通路内を進む。

また、無負荷転走通路内を進行したボール２は、無負荷直線溝３３と方向転換溝３４の接続部位に到達すると、方向転換溝３４が軌道レール１０のボール保持溝１４内のボール２を平坦部１５へ寄せていくので、かかるボール２はボール保持溝１４を這い上がるようにして軌道レール１０の平坦部１５にまで持ち上がり、移動ブロック２０の方向転換溝３４に完全に収容される。そして、方向転換溝３４内に収容されたボール２はその転走方向を再び逆転させ、軌道レール１０のボール転走溝１３と移動ブロック２０の負荷直線溝３２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２は軌道レール１０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、方向転換溝３４と負荷直線溝３２との接続部位において該負荷直線溝の深さが徐々に浅くなると、無負荷状態から荷重の負荷状態へと移行する。

ボール２はこのようにしてボール循環プレート３０のトラック溝３１内を循環し、これに伴って移動ブロック２０が軌道レール１０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１０におけるボール転走溝１３の形成面と対向する移動ブロック２０のスカート部２３の内側面に対してボール循環プレート３０を装着し、このボール循環プレート３０に形成されたトラック溝３１によってボール２の無限循環路を形成しているので、移動ブロック２０の構成は極めて簡素なものとなっている。トラック溝３１は軌道レール１０の側面に向けて開放されているので、ボール循環プレート３０に対して切削加工などを施すことで容易に形成することができ、その際、加工機械の数値制御によって負荷直線溝３２、無負荷直線溝３３及び方向転換溝３４の深さを精度良く調整することが可能である。また、加工の際には、移動ブロック２０の側面に対して一筆書きの如くトラック溝３１を一工程で形成することが可能である。

また、負荷直線溝３２を含むトラック溝３１はボール循環プレート３０に形成されているので、ボール循環プレート３０に対して焼入れ処理を施せば、移動ブロック２０そのものには焼入れ処理を行う必要がなく、かかる移動ブロック２０は軟鋼（例えば、ＳＳ４１）等の比較的安価な材料を用いて形成することが可能となる。また、そのような材料を用いることにより、移動ブロック２０に対する可動体の取付面２１の加工やタップ孔２４の加工を容易に行うことも可能となる。尚、移動ブロック２０とボール循環プレート３０の材質は、組み立てる転がり案内装置のようとに応じて、自由に組み合わせることが可能である。

更に、ボール循環プレート３０は移動ブロック２０に比べれば小さな部品であり、このボール循環プレート３０に対しては前記トラック溝３１を加工するのみなので、ボール循環プレート３０全体を焼入れ処理することが可能である。これにより、移動ブロック２０のボール転走部位にのみ浸炭焼入れを行う従来の転がり案内装置と比較して、焼入れ処理を簡便に且つ安価に行うことが可能となっている。

また更に、エンドキャップ等の如く、ボール２の無限循環路を形成するための別部品を移動ブロック２０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、ボール直径の大きな転がり案内装置のみならず、例えば直径１ｍｍ以下のボールを使用する極めて小型の転がり案内装置を製作する際にも有用である。

図１に示した例では、軌道レール１０にボール保持溝１４を形成し、軌道レール１０側のボール保持溝１４とボール循環プレート３０側の無負荷直線溝３３とを対向させることで、ボール循環プレート３０における無負荷直線溝３３を方向転換溝３４よりも浅く形成し、図５に示すように、トラック溝３１内を循環するボール２が方向転換溝３４から無負荷直線溝３３に進入するにつれ、ボール循環プレート３０の表面に浮き上がってくるように構成した。しかし、図６に示すように、トラック溝３１を構成する無負荷直線溝３３を方向転換溝３４の最深部から連続した深さの溝に形成し、無負荷直線溝３３と軌道レール１０の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。このように構成すれば、軌道レール１０に対するボール保持溝１４の形成を省略することができ、軌道レール１０の加工は容易なものとなる。

また、図１に示した例では、一対のストッパ部材４０，４０を移動ブロック２０の前後両端面に個別にねじ止めしていたが、図７に示すように、これらストッパ部材４０と移動ブロック２０のスカート部２３に固定される一対のサイドシール２５とを一体化したシールユニット５０を形成しても良い。このシールユニット５０は、プレス加工した金属薄板を折り曲げて形成されており、かかる金属板の所定の位置にエンドシール４１及びサイドシール２５として軌道レール１０に接するゴム製のシールリップを固着したものである。このシールユニット５０に対して移動ブロック２０を嵌合させ、ねじ等を用いて固定することにより、サイドシール２５及びエンドシール４１を一度に移動ブロック２０に対して位置決め固定することができ、移動ブロック２０の組立にかかる工数を更に低減させることができるものである。

更に、図１に示した例では、ボール循環プレート３０の長手方向に垂直な断面が略三角形状に形成されており、かかるボール循環プレートが嵌合する移動ブロック２０の取付溝２６も同様な形状に形成されていた。しかし、前記ボール循環プレート３０としては、移動ブロック２０の取付溝２６に嵌合した際に、軌道レール１０の高さ方向及び幅方向に関して正確に位置決めされるものであれば、図８に示すように、長手方向に垂直な断面が略台形状に形成されたのものであっても差し支えない。

図９は、本発明の転がり案内装置の第２実施例を示す断面図である。

軌道レール１０は前述の第１実施例と同じであるが、移動ブロック２０内におけるボール２の無限循環路の構成が第１実施例のものとは異なっている。すなわち、この第２実施例の移動ブロック２０では、かかる移動ブロック２０の移動方向における前後両端面に一対の合成樹脂製エンドキャップ６０が固定されており、ボール２の無限循環路が移動ブロック２０に装着されたボール循環プレート７０と前記エンドキャップ６０によって形成されるようになっている。尚、移動ブロック２０及び軌道レール１０の構成は前記第１実施例と同じなので、図９中に第１実施例と同一符号を付し、ここでの詳細な説明は省略する。

図１０に示すように、移動ブロック２０のスカート部２３に装着されるボール循環プレート７０は、第１実施例と同様に断面略三角形状に形成されている。このボール循環プレート７０の軌道レール１０と対向する面には該軌道レール１０のボール転走溝１３と平行に負荷直線溝７１及び無負荷直線溝７２のみが形成されており、第１実施例のような方向転換溝３４は形成されていない。また、負荷直線溝７１及び無負荷直線溝７２はボール循環プレート７０の端面に開放されている。負荷直線溝７１及び無負荷直線溝７２の断面形状は前記第１実施例と同一であり、ボール循環プレート７０の負荷直線溝７１と軌道レール１０のボール転走溝１３が対向することによってボール２の負荷転走通路が形成される一方、ボール循環プレート７０の無負荷直線溝７２と軌道レール１０のボール保持溝１４が対向することによってボール２の無負荷転走通路が形成されるようになっている。

一方、移動ブロック２０に固定されるエンドキャップ６０には、ボール２の負荷転走通路と無負荷転走通路とを連通連結する方向転換溝６１が形成されている。すなわち、一対のエンドキャップ６０を移動ブロック２０に固定すると、図１１に示すように、ボール循環プレート７０の負荷直線溝７１と無負荷直線溝７２がエンドキャップ６０の方向転換溝６１によって連通連結され、ボール２の無限循環路が完成するようになっている。軌道レール１０のボール転走溝１３内で荷重を負荷しながら転走していたボール２を方向転換溝６１に導き入れるため、かかる方向転換溝６１は負荷直線溝７１との接続部から徐々に深くなり、軌道レール１０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。そして、無負荷直線溝７２に接近するにつれて徐々に浅くなり、無負荷直線溝７２と連結されている。すなわち、この方向転換溝６１は第１実施例のボール循環プレート３０に形成された方向転換溝３４をそのままエンドキャップ６０に形成したものである。

また、このエンドキャップ６０には軌道レール１０との隙間を密封するエンドシール６２が装着されている。

そして、この第２実施例の転がり案内装置においても、ボール２はボール循環プレート７０及びエンドキャップ６０によって形成された無限循環路内を循環し、これに伴って移動ブロック２０が軌道レール１０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。

もっとも、この第２実施例の転がり案内装置では、ボール循環プレート７０にはトラック溝ではなく、負荷直線溝７１及び無負荷直線溝７２のみが形成されていることから、第１実施例に比較してボール循環プレート７０の加工が容易なものとなっている。また、深さが連続的に変化する方向転換溝６１に関しては、これを合成樹脂製のエンドキャップ６０に形成しているので、射出成形等のモールド成形の手法を用いることにより、複雑な方向転換溝６１の形状を安価に且つ大量に生産することができる。すなわち、この第２実施例の転がり案内装置は、移動ブロック２０に対するエンドキャップ６０の位置決めや固定作業が必要となるものの、第１実施例の転がり案内装置よりも安価に生産することが可能である。

図１３は、本発明の転がり案内装置の第３実施例を示す断面図である。

前述の第１実施例及び第２実施例では、ボール循環プレート３０が断面略三角形状に形成され、かかるボール循環プレート３０を移動ブロック２０の取付溝２６に嵌合させていたが、この実施例のボール循環プレート８０は略平板状に形成され、背面側に形成された係合突起８１によって移動ブロック２０のスカート部２３の内側面に係止されるように構成されている。

このボール循環プレート８０の表面には、第１実施例と同様、負荷直線溝８２、無負荷直線溝８３及び方向転換溝からなるトラック溝が形成される一方、その裏面には軌道レール１０の長手方向に沿って前記係合突起８１が形成されている。この係合突起８１はボール循環プレート８０の裏面に対して半円柱状に突設されており、移動ブロック２０のスカート部２３には前記係合突起８１の頭部が摺接する係止凹溝８４が形成されている。また、スカート部２３の内側面とボール循環プレート８０の裏面との間には隙間が形成されており、負荷直線溝８２を転走するボール２に作用する荷重に応じ、前記ボール循環プレート８０がスカート部２３に対して傾くように構成されている。

このような転がり案内装置によれば、２軸の転がり案内装置をベッドやコラム等の被取付部上に平行に設け、これら転がり案内装置の移動ブロック２０に対して共通のテーブル等の可動体を固定して移動テーブルユニットを構成した際に、かかる転がり案内装置の長寿命化を図り、しかも摺動抵抗の低減化を図ることが可能となる。すなわち、ベッドやコラム等における軌道レール取付面、あるいはテーブル等の可動体における移動ブロック取付面に加工誤差が存在すると、前記移動テーブルユニットを組み立てた際に、軌道レール１０と移動ブロック２０との間にモーメント荷重が作用し、移動ブロック２０内に存在する複数のボール列のうち、特定のボール列のみが早期に摩耗してしまう他、軌道レール１０に対する移動ブロック２０の摺動抵抗も増加する傾向にある。しかし、図１３に示す例の如く、負荷直線溝８２を転走するボール２に作用する荷重に応じ、前記ボール循環プレート８０がスカート部２３に対して傾くように構成されていると、軌道レール取付面または移動ブロック取付面の加工誤差に応じ、前記ボール循環プレート８０がスカート部２３に対して傾きを生じ、特定のボール２に対して過大な荷重が作用するのを緩和してくれる。これにより、ボール２の異常摩耗を防止し、転がり案内装置１の長寿命化を図ると共に、軌道レール１０に対する移動ブロック２０の摺動抵抗の低減化を図ることが可能となる。

図１４は、本発明の転がり案内装置の第４実施例を示す断面図である。

この第４実施例の転がり案内装置では、移動ブロック２０の各スカート部２３の内側面が一定曲率の凹曲面９１に形成され、一対のボール循環プレート９０はこれら凹曲面９１に合致する形状に形成されている。すなわち、ボール循環プレート９０は略平板状に形成され、その表面には負荷直線溝９２、無負荷直線溝９３及び方向転換溝からなるトラック溝が形成される一方、裏面には移動ブロック２０のスカート部２３の凹曲面９１に合致した凸曲面９４が形成されている。スカート部２３の凹曲面９１の円弧方向の長さはボール循環プレート９０の凸曲面９４のそれよりも長く、ボール循環プレート９０がスカート部２３の内側面を凹曲面９１に沿って自在に移動し得るように構成されている。

スカート部２３の凹曲面９１の曲率中心Ｏは負荷直線溝９２、無負荷直線溝９３を転走する４列のボール２の中心に位置している。このため、軌道レール１０の長手方向に沿った軸を中心として、移動ブロック２０が軌道レール１０に対して僅かに傾いた状態で可動体に固定されても、ボール循環プレート９０がスカート部２３の凹曲面９１に沿って移動することにより、軌道レール１０と移動ブロック２０との間に発生するモーメント荷重を吸収することが可能となっている。これにより、軌道レール１０の取付面精度が悪い場合であっても、ボール２に対して過大な荷重が作用するのを防止することができ、軌道レール１０に対する移動ブロック２０の運動を円滑化することが可能となっている。

このように本発明によれば、移動ブロック２０に対してボール２の無限循環路を容易に具備させることが可能であり、部品点数や加工工数を削減することにより、転がり案内装置を従来よりも簡便に且つ安価に製造することが可能である。

Claims (9)

1. 長手方向に沿ってボール転走溝が形成された軌道レールと、多数のボールを介して前記軌道レールに組付けられると共にこれらボールの無限循環路を有し、かかる軌道レールに沿って移動自在な移動ブロックとから構成され、
   前記移動ブロックは、前記軌道レールのボール転走面に対向する位置で該移動ブロックに取り付けられて前記無限循環路を形成するボール循環プレートとを備え、
   このボール循環プレートには、少なくとも、軌道レールの転走溝と対向する負荷直線溝、この負荷直線溝と平行で且つ軌道レールに向けて開放された無負荷直線溝が形成され、
   前記ボールは、前記ボール循環プレートの負荷直線溝内では軌道レールの転走溝との間で荷重を負荷しながら転走し、前記無負荷直線溝内では軌道レールとの間で案内されながら無負荷状態で転走することを特徴とする転がり案内装置。
2. 前記ボール循環プレートには、負荷直線溝と無負荷直線溝との間でボールを往来させる一対の方向転換溝が形成され、これら溝で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。
3. 前記移動ブロックには前記ボール循環プレートの取付溝が設けられ、かかるボール循環プレートは前記負荷直線溝内を転走するボールによって前記取付溝内に押圧され、位置決めされていることを特徴とする請求項２記載の転がり案内装置。
4. 前記ブロック本体の移動方向の前後において前記取付溝は開放される一方、前記ブロック本体の前後両端面には前記取付溝内のボール循環プレートを係止するストッパ部材が装着されていることを特徴とする請求項３記載の転がり案内装置。
5. 前記ストッパ部材には移動ブロックと軌道レールとの隙間を密封するエンドシールが取り付けられていることを特徴とする請求項４記載の転がり案内装置。
6. 軌道レールの長手方向に沿って該軌道レールと移動ブロックとの隙間を密封する一対のサイドシールが設けられ、一対のストッパ部材はこれらサイドシールによって連結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. 前記移動ブロックの移動方向の前後において前記取付溝は開放される一方、前記移動ブロックの前後両端面には前記取付溝内のボール循環プレートを係止する一対のエンドキャップが固定され、各エンドキャップには負荷直線溝と無負荷直線溝との間でボールを往来させる方向転換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。
8. 前記エンドプレートには移動ブロックと軌道レールとの隙間を密封するシール部材が取り付けられていることを特徴とする請求項６記載の転がり案内装置。
9. 前記軌道レールにはボール転走溝と平行にボール保持溝が形成され、かかるボール保持溝はボール循環プレートの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。

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