WO2012074066A1 - 運動案内装置 - Google Patents

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WO2012074066A1
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curved surface
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ball
rolling element
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PCT/JP2011/077826
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高橋　徹
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Thk株式会社
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    • F16C33/38—Ball cages
    • F16C33/3825—Ball cages formed as a flexible belt, e.g. spacers connected by a thin film

Definitions

  • the present invention relates to a motion guide device in which a large number of spacers for rotatably holding a rolling element are incorporated in an infinite circulation path of the rolling element.
  • Patent Document 1 As this type of motion guide device, one disclosed in Patent Document 1 is known.
  • This motion guide device is assembled to the track rail via a track rail in which a rolling element rolling surface of the rolling element is formed along the longitudinal direction and a number of rolling elements that roll on the rolling element rolling surface.
  • a moving block having an infinite circulation path of the rolling elements and a plurality of separators moving with the rolling element in the infinite circulation path of the moving block, and the rolling elements circulate in the infinite circulation path.
  • the moving block and the track rail can relatively reciprocate.
  • the moving block is a block main body having a loaded rolling element passage where the rolling element rolls while receiving a load between the track rail and the moving block, and a rolling element return passage provided in parallel with the loaded rolling element passage,
  • the load rolling element passage and the rolling element return passage are connected to each other to have a pair of direction changing paths that form the infinite circulation path, and a pair of end plates fixed to the block body.
  • the separator is disposed between the rolling elements such that the axis of the separator coincides with a straight line connecting the center points of the adjacent rolling elements.
  • a spherical seat corresponding to the outer peripheral shape of the rolling element is formed on the contact surface of the separator with the rolling element.
  • the inner circumferential guided curved surface has a plurality of different curvatures. It is formed as a compound curved surface consisting of curved surfaces.
  • the dividing surface between the block main body and each end plate is the start position of the inner peripheral guide curved surface of the direction changing path and the outer peripheral side guide of the direction changing path. It coincides with the plane including the start position of the curved surface. That is, the start position of the inner peripheral guide curved surface of the direction change path and the start position of the outer peripheral guide curved face of the direction change path coincide with the rolling direction of the rolling elements. For this reason, when the rolling element that has rolled in the load rolling element passage of the moving block starts rolling in the direction away from the rolling element rolling surface of the track rail along the outer peripheral guide curved surface, it is adjacent.
  • the separator disposed between the rolling elements gradually approaches the inner peripheral guide curved surface before reaching the start position of the inner peripheral guide curved surface of the direction change path.
  • the present invention has been made in view of such problems, and the object of the present invention is to prevent wear of the spacer due to use over time and, as a result, to circulate the rolling elements in the endless circuit formed in the moving block.
  • An object of the present invention is to provide a motion guide device that can be made smooth.
  • the motion guide device of the present invention that achieves such an object includes a track rail on which rolling elements roll along the longitudinal direction, and an infinite circulation of the rolling elements that are assembled to the track rail via a number of rolling elements.
  • a moving block having a path and movable along the track rail, and a spacer interposed between the rolling elements adjacent to each other in the infinite circulation path of the moving block.
  • a block main body having a load rolling element passage in which the rolling element rolls while applying a load to the track rail, a rolling element return passage parallel to the load rolling element passage, and a pair fixed to the block main body. And a conversion path forming body.
  • each turning path forming body has a direction changing path that connects the load rolling element passage and the rolling element return path to form the infinite circulation path, and each turning path forming body has the direction changing path,
  • a rolling part that continuously changes the rolling direction of the rolling element and a rolling element return path of the block main body are connected to the rolling element return path and the switching part, and the rolling element is linearly guided.
  • a conversion preparation unit that allows the spacer to move in a curved line.
  • the direction change path of the change path forming body allows the rolling element to be guided linearly while allowing the spacer to move in a curved line. Since it has a change preparation part, it can prevent interference between the spacer and the inner peripheral side guide curved surface of the direction change path when the rolling element starts to enter the direction change path, and is thus formed in the moving block. It is possible to smoothly circulate the rolling elements in the infinite circulation path.
  • FIG. 1 It is a perspective view showing a first embodiment of a motion guide device to which the present invention is applied. It is the front view which removed the cover body in the exercise
  • FIG. 12 is a sectional view taken along line XII-XII in FIG. 11.
  • FIG. 14 is an exploded perspective view of the block assembly shown in FIG. 13.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a motion guide device in which a spacer is incorporated in an infinite circulation path of a rolling element.
  • This motion guide device is composed of a track rail 1 that extends linearly and a moving block 2 that is assembled to the track rail 1 via a large number of balls 5 as rolling elements, and the track is mounted on a fixed portion. By laying the rail 1 and mounting various transport objects on the moving block 2, the transport object can be guided along the track rail 1 so as to be reciprocally movable.
  • the track rail 1 is formed in a long body having a substantially cross-sectional square shape.
  • the track rail 1 is formed with bolt mounting holes 12 penetrating from the top surface to the bottom surface at predetermined intervals along the longitudinal direction, and the track rail 1 is attached to the bed using a fixing bolt inserted into the bolt mounting hole 12. It can be firmly fixed to a fixing part such as a column.
  • the left and right side surfaces of the track rail 1 are respectively provided with protrusions 10 along the longitudinal direction.
  • One ball rolling surface 11 is provided in the vertical direction of each protrusion 10, and four ball rolling surfaces 11 are provided as the entire track rail.
  • the moving block 2 includes a block main body 3 and a pair of lids 4 attached to both ends of the block main body 3 in the reciprocating direction.
  • a sealing member is attached to the lid body 4, and the sealing member seals a gap between the lid body 4 and the track rail 1, and dust or the like adhering to the track rail 1 enters the inside of the moving block 2. Is preventing.
  • FIG. 2 is a front view of the motion guide device shown in FIG. 1 with the lid 4 removed.
  • the block body 3 has a horizontal portion 3a facing the upper surface of the track rail 1 and a pair of skirt portions 3b facing both side surfaces of the track rail 1, and is formed in a substantially channel shape.
  • the upper half of the track rail 1 is accommodated between 3b.
  • the lid 4 is attached to the end of the block main body 3, so that the lid 4 is formed in substantially the same shape as the block main body 3.
  • the horizontal portion 3a of the block body 3 is provided with a tap hole 20 for fixing the object to be conveyed with a bolt.
  • a load ball rolling surface 30 of the ball 5 facing the ball rolling surface 11 of the track rail 1 is provided inside the skirt portion 3b facing the track rail 1, and the load ball rolling surface 30 and By facing the ball rolling surface 11 of the track rail 1, a load ball passage 31 is configured as a loaded rolling element passage through which the ball 5 rolls while applying a load between the track rail 1 and the moving block 2. It has come to be.
  • Two load ball rolling surfaces 30 are provided on the inner surface of each skirt portion 3b, and four load ball passages 31 are provided in the block body 3.
  • each skirt portion 3 b is provided with a ball return passage 32 corresponding to each load ball passage 31 as a rolling element return passage substantially parallel to the load ball passage 31.
  • the inner diameter of the ball return passage 32 is set to be slightly larger than the diameter of the ball 5, and the ball 5 rolls in the ball return passage 32 while being released from the load.
  • the pair of lids 4 fixed to both end faces of the block body 3 are provided with direction changing paths 44 that connect the load ball path 31 and the ball return path 32, and the ball 5 is connected to the load ball. It is possible to move between the passage 31 and the ball return passage 32. That is, in the motion guide device of the present embodiment, four direction change paths 44 are provided for one lid body 4.
  • reference numeral 33 is a tap hole used for fixing the lid body 4
  • reference numeral 34 is a seal member for sealing between the side surface of the track rail 1 and the skirt portion 3 b of the block body 3
  • reference numeral 35 is a track.
  • a substantially U-shaped outer peripheral guide surface 41 constituting the direction change path 44 of the ball 5 is provided on the contact surface of the lid body 4 with the block body 3.
  • Four strips are formed corresponding to the ball passage 31 and the ball return passage 32.
  • a pair of concave grooves 42 formed in a semicircular shape are formed above and below the outer circumferential guide surface 41.
  • the lid 4 is provided with positioning bosses (not shown) corresponding to the tap holes 33 of the block body 3, and the positioning bosses are fitted into the tap holes 33 of the block body 3. The lid 4 can be easily positioned and fixed with respect to the block main body 3 alone.
  • a ball guide member 7 which is a component of the direction change path of the ball 5 is sandwiched between the end surface of the lid body 4 thus configured and the block body 3.
  • the ball guide member 7 includes a pair of concaves formed on an inner peripheral guide curved surface 71 constituting the direction changing path 44 of the ball 5 and an outer peripheral guide surface 41 of the lid 4. And a pair of convex portions 72 fitted in the groove 42.
  • the ball guide member 7 when the convex portion 72 of the ball guide member 7 is fitted into the concave groove 42 of the lid body 4, the ball 5 is interposed between the outer peripheral guide surface 41 and the inner peripheral guide curved surface 71.
  • the direction changing path 44 having an inner diameter slightly larger than the diameter is completed. That is, the direction change path 44 of the ball 5 is completed only by fitting the ball guide member 7 to the lid 4.
  • the load ball passage 31 and the ball return passage 32 formed in the block main body 3 become the ball They are connected by a direction change path 44 composed of the guide member 7 and the lid body 4.
  • the moving block 2 is provided with an infinite circulation path for the balls 5.
  • the ball 5 that has rolled while applying a load in the load ball passage 31 is moved along the longitudinal direction of the track rail 1 of the moving block 2.
  • the load ball is released from the load and enters the direction changing path 44 of the one lid body 4, and moves in a direction opposite to the rolling direction of the load ball path 31 in the unloaded state. It rolls in the ball return passage 32 of the block body 3.
  • the ball 5 that has finished rolling in the ball return passage 32 enters the space between the track rail 1 and the block body 3 again via the direction changing path 44 of the other lid 4 and applies a load. However, it rolls in the load ball passage 31.
  • the balls 5 incorporated in the infinite circulation path of the moving block 2 are in contact with each other as shown in FIG.
  • a spacer 6 is interposed between the balls 5 adjacent to each other.
  • the spacer 6 is formed of a synthetic resin in a substantially disk shape, and ball holding seats 60 as spherical seats with which the balls 5 are slidably contacted are formed at both ends of the balls 5 in the rolling direction.
  • Each spacer 6 is arranged between adjacent balls 5 so that a straight line L connecting the center points of adjacent balls 5 and the axis of the spacer 6 coincide.
  • the ball holding seat 60 is formed in a concave spherical shape approximately approximate to the spherical surface of the ball 5, and the adjacent balls 5 are configured to contact the ball holding seat 60 with almost no gap.
  • the ball holding seat 60 of the spacer 6 holds the ball 5.
  • the spacers 6 and the balls 5 thus configured are alternately arranged in the endless circulation path, thereby preventing the balls 5 rolling in the endless circulation path from contacting each other and smooth circulation of the balls 5.
  • the rotational motion of the moving block 2 with respect to the track rail 1 is made smoother, and the occurrence of collision noise between the balls 5 during operation of the motion guide device is reduced.
  • each lid 4 in the motion guide device of the present embodiment corresponds to a diversion path forming body provided in the present invention.
  • the outer peripheral curved surface of the conversion part 44a is formed into an arcuate curved surface having a single curvature, while the outer side surface of the conversion preparation part 44b is formed linearly because it is continuous with the ball return passage 32.
  • the outer peripheral guide surface 41 of the direction changing path 44 is formed as a composite surface including a curved surface portion and a straight portion.
  • the ball 5 rolling in the load ball passage 31 formed in the block main body 3 moves along the outer peripheral curved surface in the changing portion 44a of the direction changing path 44 composed of the lid body 4 and the ball guide member 7.
  • the ball passes through the conversion preparation portion 44 b and rolls into the ball return passage 32.
  • the pair of spacers 6 holds the ball 5 via the ball holding seat 60, and each spacer 6 is adjacent so that the straight line connecting the center points of the adjacent balls 5 and the axis line thereof coincide with each other. It is arranged between the balls 5 to be played.
  • the ball 5 that has rolled on the load ball path 31 passes through the starting point S of the change part 44a, and A direction in which the spacer 6 that contacts the rear of the ball 5 also moves away from the ball rolling surface 11 of the track rail 1 at the same time as it starts rolling in a direction away from the ball rolling surface 11 of the track rail 1 along the outer peripheral curved surface.
  • the spacer 6 is displaced so as to gradually approach the inner circumferential guide curved surface 71 of the ball guide member 7 before reaching the starting point S of the conversion portion 44a.
  • the displacement of the spacer 6 in the direction change path 44 also occurs in the guiding region C of the direction change path 44 that is continuous with the ball return path 32 of the moving block 2.
  • the contact state between the ball 5 and the spacer 6 is constant in the guide area B provided between the entry area A and the guidance area C of the direction change path 44 and arranged at the center of the direction change path 44. Therefore, the spacer 6 does not approach the inner circumferential guide curved surface 71 any more, and moves with a certain distance from the inner circumferential guide curved surface 71.
  • the track of the spacer 6 in the direction change path 44 is not a single arc shape like the rolling track of the ball 5 in the direction change path 44, but the entry area A of the direction change path 44, It is different in each of the guide area B and the guidance area C.
  • the inner peripheral guide curved surface 71 constituting the direction changing path 44 is formed in a compound curved surface similar to the outer peripheral side guide surface 41, the displacement of the spacer 6 in the direction changing path 44 causes the There is a possibility that the spacer 6 and the inner peripheral guide curved surface 71 interfere with each other.
  • the inner guide surface 71 and the spacer 6 do not interfere with each other in consideration of the displacement of the spacer 6 in the entry area A and the guidance area C of the direction change path 44.
  • An inner peripheral guide curved surface 71 formed on the guide member 7 is formed of three types of regions 71a, 71b, 71c having different curvatures. That is, in the change preparation portion 44b provided in the direction change path 44, the outer surface is formed in a straight line along the rolling direction of the ball 5, while the inner peripheral surface is formed in a curved shape, The ball 5 is guided linearly in the conversion preparation portion 44b, while the spacer 6 is allowed to move in a curved shape.
  • the spacer 6 does not approach the inner peripheral guide curved surface 71 of the ball guide member 7 any more.
  • the inner circumferential guide curved surface 71b is formed in a circular arc-shaped curved surface having the same circle center as the outer circumferential curved surface of the switching portion 44a related to the direction changing path 44 and a single curvature.
  • the inner peripheral guide curved surfaces 71a and 71c are formed with a curvature following the displacement of the spacer 6.
  • the curvature radii of the inner circumferential guide curved surfaces 71a and 71c in the entry area A and the guidance area C are set larger than the curvature radii of the inner circumferential guide curved surfaces 71b in the guide area B.
  • the ball 5 in the direction change path 44 is drawn with a one-dot chain line in order to facilitate understanding of the path of the spacer 6 in the direction change path 44.
  • the guide area C of the direction changing path 44 is continuous with the ball return path 32 having an inner diameter slightly larger than the ball diameter, while the entry area A is connected to the load ball path 31 having the same inner diameter as the ball diameter. It is continuous. That is, since the inner diameter of the direction change path 44 in the approach area A is slightly smaller than that of the guide area C, the radius of curvature of the inner peripheral guide curved surface 71a in the approach area A is the inner radius in the guide area C. It is preferable that the radius is set to be smaller than the curvature radius of the side guide curved surface 71c.
  • the spacer 6 reaches the start points S and S ′ of the change portion 44 a related to the direction change 44 before the ball guide member 7.
  • the inner circumferential guide curved surface 71 is gradually approached.
  • the start points P and Q of the inner peripheral guide curved surfaces 71a and 71c in the approach area A and the guide area C of the direction change path 44 are the start points S and S ′ of the change part 44a.
  • the outer peripheral curved surface of the changing portion 44a related to the direction change 44 is formed as an arc-shaped curved surface having a single curvature, in FIG. 6, the starting point S on the load ball passage 31 side is the ball return passage 32 side. Is drawn at a position facing the viewpoint S ′ and the moving direction of the moving block 2.
  • the direction change path 44 formed in each lid body 4 has the change preparation part 44b that connects the ball return path 32 and the change part 44a.
  • the outer side surface of the change preparation part 44b is continuous with the outer side guide surface 41 and is formed in a straight line, while the inner side surface thereof, that is, the inner side in the guiding region C of the direction changing path 44.
  • the guide curved surface 71c is formed in a curved surface shape.
  • the ball 5 rolling in the load ball passage 31 or the ball return passage 32 passes through the starting points S and S ′ of the turning portion 44a that changes the rolling direction of the ball 5, the ball 5 5 passes through the start point P of the inner peripheral guide curved surface 71a and the start point Q of the inner peripheral guide curved surface 71c in the guide region C.
  • the ball 5 rolling on the load ball path 31 or the ball return path 32 passes through the starting points S and S ′ of the conversion part 44a, and the track rail 1 is moved along the outer peripheral curved surface of the conversion part 44a.
  • the spacer 6 gradually approaches the inner peripheral guide curved surface 71 side of the direction changing path 44 at the same time as rolling in the direction away from or approaching the ball rolling surface 11, Since the inner peripheral guide curved surface 71a in the approach area A of the direction change path 44 or the inner peripheral guide curved face 71c in the guide area C is formed with a curvature following the displacement of the spacer 6 in the direction change path 44, Interference between the circumferential guide curved surfaces 71a and 71c and the spacer 6 can be prevented. As a result, it is possible to smoothly circulate the rolling elements in the infinite circulation path formed in the moving block.
  • the dividing surface of the block main body 3 and the cover body 4 is made into the starting points S and S 'of the change part 44a of the said direction change path 44, the starting point P of the said inner side guide curved surface 71a, and the start point Q of the inner side guide curved surface 71c. If designed according to the above, the configuration of the end surfaces of the block body 3 and the lid 4 is complicated. However, according to the motion guide device of the present embodiment, the dividing surface M between the block body 3 and the lid body 4 has the starting point P of the inner peripheral guide curved surface 71a and the inner peripheral guide curved surface 71c as shown in FIG. Is coincident with the plane including the starting point Q.
  • the ball guide member 7 constituting the inner peripheral guide curved surface 71 of the direction changing path 44 is provided separately from the lid body 4 and the block body 3. Thereby, since all the curved surface portions of the inner peripheral guide curved surface 71 are included in the lid body 4, it is possible to simplify the configuration of the end surfaces of the block body 3 and the lid body 4.
  • FIG. 7 is an enlarged view showing a second embodiment of the ball guide member 7. If it is possible to prevent interference between the inner peripheral guide curved surface 71 formed on the ball guide member 7 and the spacer 6, the shape of the inner peripheral guide curved surface 71 is changed to the above-mentioned three kinds of arcs 71a, 71b, 71c. It can be replaced with an ellipse that approximates a compound curved surface. According to such a configuration, it is possible to simplify the molding of the inner peripheral guide curved surface 71, and thus it is possible to simplify the manufacture of the motion guide device.
  • the inner peripheral guide curved surface 71 is formed as a compound curved surface composed of three kinds of arcs 71a, 71b, 71c.
  • the shape of the inner peripheral guide curved surface 71 is not limited to this. If the interference between the inner peripheral guide curved surface 71 and the spacer 6 can be prevented, for example, a composite curved surface composed of four or more arcs or a compound curved surface derived from a specific formula such as a clothoid curve is formed. It can be done.
  • the rolling element is not limited to a ball, and a roller may be used.
  • the cross-sectional shape of the rolling surface of the rolling element may be a curved rolling surface similar to the case of a ball, or may be a simple planar rolling surface, depending on the shape of the roller used.
  • the present invention is applied to the inner peripheral side of the direction change path for the purpose of preventing interference between the spacer and the inner peripheral guide surface of the direction change path due to the displacement of the spacer when the ball enters the direction change path.
  • the present invention is also applicable to a motion guide device in which a connecting belt in which a plurality of spacers are connected by a belt member in the infinite circulation path of the moving block 2 is incorporated.
  • the belt member due to the displacement of the track of the spacer, the belt member is provided on the inner wall of the endless circulation path and the belt member connecting the spacer, and guides the belt member along the circulation direction of the ball.
  • the present invention can be applied to the guide groove.
  • FIG. 8 shows a second embodiment of the motion guide device to which the present invention is applicable.
  • This motion guide device is composed of a track rail 101 extending linearly and a moving block 102 assembled to the track rail 101 via a large number of balls as rolling elements, and the track rail is fixed to a fixed portion. By laying 101 and mounting various transport objects on the moving block 102, the transport object can be guided along the track rail 101 so as to freely reciprocate.
  • the track rail 101 is formed in a long body having a substantially square cross section.
  • the track rail 101 is formed with bolt mounting holes 120 penetrating from the top surface to the bottom surface at predetermined intervals along the longitudinal direction, and the track rail 101 is attached to the bed using fixing bolts inserted into the bolt mounting holes 120. It can be firmly fixed to a fixing part such as a column.
  • the left and right side surfaces of the track rail 101 are respectively provided with protrusions 110 along the longitudinal direction.
  • One ball rolling surface 111 is provided in the vertical direction of each protrusion 110, and four ball rolling surfaces 111 are provided as the entire track rail.
  • the moving block 102 is roughly composed of a block assembly 103 and a pair of lids 104 attached to both ends of the block assembly 103 in the reciprocating direction.
  • the lid body 104 includes a lid body 140 and a seal holding plate 141 that is fixed to the lid body 140.
  • a seal member 142 is attached to the seal holding plate 141, and the seal member 142 seals a gap between the lid body 104 and the track rail 101, and dust or the like adhering to the track rail 101 is placed inside the moving block 102. Preventing intrusion.
  • FIG. 8 shows a state in which one lid 104 is removed from the block assembly 103 and the lid 104 is further disassembled into a lid body 140 and a seal holding plate 141.
  • FIG. 9 is a front view of the motion guide device with the lid 104 removed.
  • the block assembly 103 has a horizontal portion 103a facing the upper surface of the track rail 101 and a pair of skirt portions 103b facing both side surfaces of the track rail 101, and is formed in a substantially channel shape.
  • the upper half of the track rail 101 is accommodated between the portions 103b.
  • the lid body 104 is attached to the end of the block assembly 103, and thus is formed in substantially the same shape as the block assembly 103.
  • the horizontal portion 103a of the block assembly 103 is provided with a tap hole 120 for fixing the object to be conveyed with a bolt.
  • a load ball rolling surface 130 of a ball 105 facing the ball rolling surface 111 of the track rail 101 is provided inside the skirt portion 103b facing the track rail 101.
  • the load ball rolling surface 130 and the ball rolling surface 111 of the track rail 101 face each other, whereby a load ball path 131 through which the ball 105 rolls while applying a load between the track rail 101 and the moving block 102 is formed. It is configured.
  • Two pieces of the load ball rolling surface 130 are provided on the inner surface of each skirt portion 103b, and four pieces of load ball passages 131 are provided in the block assembly 103.
  • Each skirt portion 103b is provided with a ball return passage 132 corresponding to each load ball passage 131 and substantially parallel to the load ball passage 131, and the ball 105 is released from the load. Roll through 132.
  • a pair of lids 104 fixed to both end surfaces of the block assembly 103 are provided with a direction changing path for connecting the load ball passage 131 and the ball return passage 132, and the ball 105 is attached to the load ball. It is possible to move between the passage 131 and the ball return passage 132.
  • reference numeral 133 is a tap hole used for fixing the lid body 104
  • reference numeral 134 is a seal member for sealing between the side surface of the track rail 101 and the skirt portion 103 b of the block assembly 103
  • reference numeral 135 is A seal member that seals between the upper surface of the track rail 101 and the horizontal portion 103 a of the block assembly 103.
  • the balls 105 are incorporated in an infinite circulation path of the moving block 102 while being arranged on a flexible connecting belt 106.
  • FIG. 11 and FIG. 12 show the ball 105 and the connecting belt 106.
  • FIG. The connecting belt 106 includes a plurality of spacers 160 disposed between the balls 105 and a pair of belt members 161 that connect the spacers 160, and is manufactured by injection molding of a synthetic resin.
  • Each spacer 160 is arranged between adjacent balls 105 so that the axis thereof coincides with a straight line connecting the center points of the adjacent balls 105, and the contact surface with the ball 105 is a spherical surface of the ball 105.
  • each belt member 161 is formed in a flat band shape, for example, and an arcuate cutout portion 163 that avoids interference with the ball 105 is provided between the spacers 160 adjacent to each other.
  • the balls 105 can be held in a row at regular intervals with respect to the coupling belt 106 in a rotatable state. Accordingly, when the moving block 102 moves along the track rail 101, the ball 105 rolls in the endless circulation path while rolling, and accordingly, the connecting belt 106 also circulates in the endless circulation path. Become.
  • FIG. 13 is a perspective view showing the block assembly 103.
  • a plurality of inner peripheral guide portions 136 for guiding the ball 105 in the direction change path of the ball 105 in combination with the lid 104 are provided on the end surface of the block assembly 103.
  • These inner peripheral guide portions 136 protrude from the end face of the block assembly 103 in a semicircular shape, and are provided between the load ball passage 131 and the ball return passage 132 corresponding thereto.
  • an inner peripheral guide curved surface 137 on which the ball 105 rolls is formed on the outer peripheral surface of each inner peripheral guide portion 136, and one end of the inner peripheral guide curved surface 137 is formed on the load ball rolling surface 130. The other end is continuous with the ball return passage 132.
  • FIG. 14 is an exploded perspective view showing the configuration of the block assembly 103.
  • the block assembly 103 includes a pair of metal block main bodies 107 on which the load ball rolling surfaces 130 are formed, and a pair of skirt portions 103b of the block assembly 103 that are attached to the block main body 107.
  • the circulation member 108 and four pipe members 109 which are inserted into the mounting holes 170 penetratingly formed in the block main body 107 and form the ball return passage 132 are configured.
  • the circulation member 108 and the pipe member 109 are Both are molded from synthetic resin.
  • the pipe member 109 is configured by combining a first pipe half body 109a and a second pipe half body 109b, each of which has a substantially semicircular cross section perpendicular to the longitudinal direction.
  • the two pipe halves 109b are inserted into the mounting holes 170 of the block main body 107 in a state where they abut each other.
  • two guide grooves for accommodating the belt member 161 of the coupling belt 106 are formed on the inner wall of the pipe member 109 at positions facing each other along the longitudinal direction. Yes.
  • the circulation member 108 includes a pair of flange portions 180 corresponding to both end surfaces of the block main body 107 and three holding frames 181, 182, and 183 that connect the flange portions 180 to each other.
  • Each flange portion 180 is formed in a flat plate shape that covers a part of the end surface of the block main body 107, and a pipe holding hole 184 is provided at a position corresponding to the end portion of the pipe member 109.
  • the pipe holding hole 184 serves as an inlet or outlet of a ball return passage 132 provided in the block main body 107.
  • the collar portion 180 is provided with the above-described inner peripheral guide portion 136 adjacent to the pipe holding hole 184.
  • the first holding frame 181 is provided along the upper edge of the upper load ball rolling surface 130 of the two loaded ball rolling surfaces 130 formed on the skirt portion 103b, while the second holding frame 182 is provided. Are provided in the middle of the two loaded ball rolling surfaces 130.
  • the third holding frame 183 is located along the lower end of the lower load ball rolling surface 130 located at the lower end of the skirt portion 103b. Further, a guide groove for receiving the belt member 161 of the coupling belt 106 is provided at an edge portion of the holding frames 181, 182, 183 facing the load ball rolling surface 130.
  • such a circulation member 108 is attached from the inside to the skirt portion 103 b of the block assembly 103, and has a pair of flange portions 180 joined by three holding frames 181, 182, and 183. Arranged so as to sandwich the block body 107. At this time, the three holding frames 181, 182, and 183 are arranged so as to surround the two load ball rolling surfaces 130 formed on the block body 107, and the guide grooves are formed on both sides of each load ball rolling surface 130. Positioned to form a path of the belt member 161 of the connecting belt 106.
  • the end portion of the first pipe half body 109a protrudes from the mounting hole 170 by the thickness of the flange portion 180.
  • the end of the body 109a is fitted in the pipe holding hole 184 so as to contact the inner peripheral side belt guide wall 138 of the inner peripheral guide part 136.
  • the end surface of the second pipe half body 109 b is in contact with the back side of the flange portion 180.
  • an outer periphery guide groove into which the inner periphery guide portion 136 is fitted is formed in the cover body 140 constituting the cover body 104, and this outer periphery guide groove is an inner periphery guide. It is formed in a semicircular shape having a larger radius than the portion 136.
  • the outer peripheral guide groove is formed with an outer peripheral guide surface 143 that faces the inner peripheral guide curved surface 137 of the inner peripheral guide portion 136.
  • the inner peripheral guide curved surface 137 of the inner peripheral guide portion 136 and the outer peripheral guide surface 143 of the outer peripheral guide groove are combined, and a ball is interposed between them.
  • a direction change path 145 having an inner diameter slightly larger than the diameter of 105 is completed.
  • a guide groove 146 that accommodates the belt member 161 of the connecting body belt 106 is provided in the direction change path 145.
  • the guide groove 146 faces the inner peripheral belt guide wall 138 provided on both sides of the inner peripheral guide curved surface 137 of the inner peripheral guide portion 136.
  • the inner peripheral belt guide wall 138 faces the guide groove 146 in the direction change path 145, the end of the first pipe half body 109a is located inside the pipe holding hole 184.
  • the guide groove 191 provided in the ball return passage 132 by the pipe member 109 is accurately connected to the guide groove 146 provided in the direction change path.
  • the guide grooves 185 provided at the edge portions of the holding frames 181, 182 and 183 are more accurate than the guide grooves 146 provided in the direction change path. It will be connected to. That is, by attaching the lid 104 to the block assembly 103, the guide groove 185 provided in the load ball rolling surface 130, the guide groove 146 provided in the direction changing path 145, and the guide of the ball return path 132. The groove 191 is connected, and the guide groove into which the belt member 161 of the connecting body belt 106 is fitted in the infinite circulation path of the ball 105 is completed.
  • the direction changing path 145 formed in each lid 104 continuously changes the rolling direction of the ball 105. 145a, and a conversion preparation unit 145b that connects the conversion unit 145a and the ball return passage 132.
  • the outer peripheral curved surface of the conversion portion 145a is formed into an arcuate curved surface having a single curvature, while the outer surface of the conversion preparation portion 145b is formed linearly because it is continuous with the ball return passage 32.
  • the outer peripheral guide surface 143 of the direction changing path 44 is formed as a composite surface including a curved surface portion and a straight portion.
  • the flange portion 180 constituting the circulation member 108 is formed in a flat plate shape that covers a part of the end face of the block main body 107.
  • the changing portion 145a provided in the direction changing path 145 is formed in the lid body 104, while the changing preparation portion 145b provided in the direction changing path 145 is formed in the flange portion 180.
  • the lid body 104 and the circulation member 108 according to the present embodiment are members corresponding to the conversion path forming body provided in the present invention.
  • the ball 105 rolling in the load ball passage 131 formed in the block assembly 103 is formed in a single arc along the outer peripheral curved surface of the turning portion 145a in the turning portion 145a of the direction changing path 145. After rolling, the ball passes through the conversion preparation portion 145b and rolls into the ball return passage 32.
  • the pair of spacers 160 holds the balls 105 via the spherical seats 162, and each spacer 160 is adjacent to the adjacent balls 105 so that the straight line connecting the center points of the adjacent balls 105 and the axis line thereof coincide with each other. 105.
  • the spacer 160 contacting the rear of the ball 105 also moves from the ball rolling surface 111 of the track rail 101.
  • the spacer 160 is displaced so as to gradually approach the inner peripheral guide curved surface 137 of the direction changing path 145 before reaching the starting point S ′ of the changing portion 145a.
  • the displacement of the spacer 160 in the direction change path 145 also occurs in the guiding region C ′ of the direction change path 145 that is continuous with the ball return path 132 of the moving block 102.
  • the contact between the ball 105 and the spacer 160 is achieved. Since the state is constant, the spacer 160 does not approach the inner peripheral guide curved surface 137 any more, and moves with a constant distance from the inner peripheral guide curved surface 137.
  • the track of the spacer 160 in the direction change path 145 is not a single arc shape like the rolling track of the ball 105 in the direction change path 145, and the entry area A ′ of the direction change path 145.
  • the guide area B ′ and the guidance area C ′ are different from each other.
  • the belt member 161 that constitutes the connecting body belt 106 is provided so as to connect the spacers 160 in a row, so that the belt member 161 follows the movement of the spacers 160 so as to follow the movement of the balls 105. Move in an infinite circuit. For this reason, in the approach area A ′ and the guidance area C ′ in the direction change path 145, the belt member 161 gradually approaches the inner peripheral guide curved surface 137 of the direction change path 145 together with the spacer 160. It will be.
  • the inner peripheral side belt guide wall 138 of the guide groove 146 in the direction change path 145 is formed in a compound curved surface similar to the outer peripheral side guide surface 143, the displacement of the spacer 160 in the direction change path 145 is changed. Accordingly, the belt member 161 interferes with the inner peripheral side belt guide wall 138 of the guide groove 146.
  • the inner peripheral side belt guide wall 138 and the belt member 161 interfere with each other in consideration of the displacement of the spacer 160 in the approach area A ′ and the guide area C ′ of the direction change path 145.
  • the inner peripheral side belt guide wall 138 is formed of three types of regions 138a, 138b, and 138c having different curvatures. That is, the outer surface of the change preparation part 145b provided in the direction change path 44 is formed in a straight line along the rolling direction of the ball 5, while the inner peripheral side belt formed on the inner peripheral wall of the change preparation part 145b.
  • the guide wall 138 is formed in a curved shape, and the ball 105 is guided linearly in the conversion preparation portion 145b, while the spacer 160 and the belt member 161 that follows the movement of the spacer 160 move in a curved shape. Is allowed to do.
  • the spacer 160 and the belt member 161 do not approach the inner circumferential guide curved surface 137 of the direction change path 145 any more.
  • the inner peripheral side belt guide wall 138b in the guide region B ′ is formed in an arcuate curved surface having the same circular center as the outer peripheral curved surface of the switching portion 145a constituting the direction changing path 145 and having a single curvature.
  • inner side belt guide walls 138a and 138c of the guide groove 146 are formed with a curvature following the displacement of the spacer 160.
  • the radius of curvature of the inner peripheral side belt guide walls 138a and 138c in the approach area A ′ and the guide area C ′ is set to be larger than the radius of curvature of the inner peripheral side belt guide wall 138b in the guide area B ′.
  • the ball 105 in the direction change path 145 is drawn with a one-dot chain line in order to facilitate understanding of the trajectory of the spacer 160 in the direction change path 145.
  • the guide area C ′ of the direction changing path 145 is continuous with the ball return path 132 having an inner diameter slightly larger than the ball diameter, while the entry area A ′ is the load ball path having the same inner diameter as the ball diameter. 131 is continuous. That is, since the inner diameter of the direction change path 145 in the approach area A ′ is slightly smaller than that of the guide area C ′, the radius of curvature of the inner peripheral side belt guide wall 138a in the approach area A ′ is correspondingly larger. It is preferable that the radius is set to be smaller than the radius of curvature of the inner peripheral side belt guide wall 138c at C ′.
  • the spacer 160 is located on the inner peripheral side of the direction change path 145 before reaching the start points S and S ′ of the change portion 145a. It will gradually approach the guide curved surface 137 side. Since the belt member 161 follows the displacement of the spacer 160 in the endless circulation path of the ball 105, in the motion guide device to which the present invention is applied, guidance in the entry area A ′ and the guidance area C ′ of the direction change path 145 is performed.
  • the starting positions P ′ and Q ′ of the inner peripheral guide curved surfaces 138a and 138c of the groove 146 are displaced toward the load ball passage 131 and the ball return passage 132 from the starting points S and S ′ of the conversion portion 145a. Since the outer peripheral curved surface of the conversion portion 145a is formed as an arc-shaped curved surface having a single curvature, in FIG. 15, the viewpoint S ′ on the load ball passage 131 side is referred to as the viewpoint S on the ball return passage 132 side. It is drawn at a position facing the moving direction of the moving block 102.
  • the direction change path 145 formed in each lid 104 has the change preparation part 145b that connects the ball return path 132 and the change part 145a.
  • the outer peripheral surface of the conversion preparation portion 145b is continuous with the outer peripheral curved surface of the conversion portion 145a and is linearly formed, while the inner peripheral side belt guide wall 138c formed on the inner wall of the conversion preparation portion 145b. Is formed in a curved shape.
  • the ball 105 is guided linearly in the conversion preparation portion 145b, while the spacer 160 and the belt member 161 following the movement of the spacer 160 are allowed to move in a curved line.
  • the ball 105 that has rolled on the load ball passage 131 or the ball return passage 132 passes through the starting points S and S ′ of the outer peripheral guide surface 143 and passes along the outer peripheral guide surface 143.
  • the spacer 160 gradually approaches the inner circumferential guide curved surface 137 side of the direction change path 145 at the same time as rolling in the direction away from or approaching the ball rolling surface 111 of
  • the belt member 161 that follows the displacement of the spacer 160 passes through the starting point P ′ of the inner peripheral side belt guide wall 138a and the starting point Q ′ of the inner peripheral side belt guide wall 138c in the guide region C.
  • the inner peripheral side belt guide wall 138a and the inner peripheral side belt guide wall 138c interfere with the belt member 161 in the approach area A ′ or the guide area C ′ of the direction change path 145. Can be prevented. As a result, it is possible to smoothly circulate the rolling elements in the infinite circulation path formed in the moving block.
  • the dividing surfaces of the block assembly 103 and the lid 104 are divided into the starting points S and S ′ of the outer circumferential guide surface 143 of the direction change path 145, the starting point P ′ of the inner circumferential belt guide wall 138a, and the inner circumferential belt.
  • the curved surface portion of the inner peripheral side belt guide wall 138 is included in the block assembly 103. Therefore, the configuration of the end surfaces of the block assembly 103 and the lid body 104 is the same. It becomes complicated.
  • the dividing surface L between the block assembly 103 and the lid body 104 has the start point P ′ and the inner peripheral side of the inner peripheral side belt guide wall 138a as shown in FIG.
  • the belt guide wall 138c coincides with a plane including the starting point Q ′.
  • the spacer 160 changes direction as the ball 105 rolls in the direction changing path 145.
  • the inner circumferential guide curved surface 137 and the spacer 160 interfere with each other.
  • the inner peripheral side guide curved surface 137 of the direction change path 145 has three kinds of curvatures different from those of the inner peripheral side belt guide wall 138 related to the guide groove 146.
  • a similar effect can be obtained by forming a compound curved surface of an arc.
  • FIG. 16 is an enlarged view showing a second embodiment of the guide groove 146 formed in the direction change path 145. If it is possible to prevent interference between the inner peripheral side belt guide wall 138 and the belt member 161, the shape of the inner peripheral side belt guide wall 138 may be approximated to an ellipse. According to such a configuration, it is possible to simplify the molding of the inner peripheral side belt guide wall 138, and it is suitable for simplification of the manufacture of the motion guide device as compared with the first embodiment described above.
  • a rolling element is not restricted to a ball
  • the cross-sectional shape of the rolling surface of the rolling element may be a curved rolling surface similar to the case of a ball, or may be a simple planar rolling surface, depending on the shape of the roller used.

Abstract

スペーサの摩耗を防ぎ、その結果移動ブロックに形成された無限循環路内における転動体の循環を円滑にすることが可能な運動案内装置であり、軌道レール(1)と、転動体(5)の無限循環路を有する移動ブロック(2)と、前記移動ブロック(2)の無限循環路内に介装されたスペーサ(6)とを備え、前記移動ブロック(2)は、転動体(5)の負荷転動体通路(31)及びこれと平行な転動体戻し通路(32)を有するブロック本体(3)と、このブロック本体(3)に固定される転換路形成体(4,104,108)とを備え、該転換路形成体(4)は、前記負荷転動体通路(31)と転動体戻し通路(32)とを繋ぐ方向転換路(44)を有し、該方向転換路(44)は、前記転動体(5)の転走方向を連続的に変化させる転換部(44a)と、前記転動体(5)は直線状に案内する一方、前記スペーサ(6)の曲線状の移動を許容する転換準備部(44b)と、を備える。

Description

運動案内装置
　本発明は、転動体の無限循環路内に該転動体を回転自在に保持する多数のスペーサが組み込まれた運動案内装置に関する。
　この種の運動案内装置としては特許文献１に開示されるものが知られている。この運動案内装置は、長手方向に沿って転動体の転動体転走面が形成された軌道レールと、前記転動体転走面を転走する多数の転動体を介して前記軌道レールに組み付けられると共にこれら転動体の無限循環路を有する移動ブロックと、この移動ブロックの無限循環路内を転動体と共に移動する複数のセパレータとから構成されており、転動体が前記無限循環路内を循環することにより、移動ブロックと軌道レールとが相対的に往復運動を行なうことが可能となっている。
　前記移動ブロックは、転動体が軌道レールと移動ブロックとの間で荷重を受けながら転走する負荷転動体通路及びこの負荷転動体通路と平行に設けられた転動体戻し通路を有するブロック本体と、前記負荷転動体通路と転動体戻し通路とを接続して前記無限循環路を形成する一対の方向転換路を有すると共に前記ブロック本体に固定される一対のエンドプレートと、から構成されている。更に、前記セパレータは該セパレータの軸線と隣接する転動体の中心点同士を結ぶ直線とが一致するようにしてこれら転動体間に配置されている。また、前記セパレータの転動体との接触面には転動体の外周形状に応じた球面座が形成されている。
　このように構成された特許文献１の運動案内装置では、前記転動体が方向転換路に進入すると、該転動体が方向転換路を構成する外周側案内曲面に沿って円弧状に転走する。その一方で、前記セパレータは隣接する転動体の中心点同士を結ぶ直線とその軸線とが一致するように配置されているため、転動体が前記方向転換路の外周側案内曲面の開始位置を通過して該外周側案内曲面に沿って前記軌道レールの転動体転走面から離れる方向へと転走し始めるのと同時に、前記球面座を介して転動体に接触しているセパレータは転動体よりも方向転換路を構成する内周側案内曲面に対して徐々に接近していく。このセパレータの軌道の変位による該セパレータと方向転換路内の内周側案内曲面との干渉を防ぐため、特許文献１に開示された運動案内装置では前記内周側案内曲面が曲率の異なる複数の曲面からなる複合曲面に形成されている。
特開2000-304046号公報
　このような特許文献１に開示された運動案内装置の場合、前記ブロック本体と各エンドプレートとの分割面は前記方向転換路の内周側案内曲面の開始位置と該方向転換路の外周側案内曲面の開始位置とを含む平面と合致している。つまり、前記方向転換路の内周側案内曲面の開始位置と該方向転換路の外周側案内曲面の開始位置とが転動体の転走方向に対して合致している。このため、移動ブロックの負荷転動体通路内を転走してきた転動体が前記外周側案内曲面に沿って前記軌道レールの転動体転走面から離れる方向へと転走し始めた際、隣接する転動体間に配置されたセパレータは、前記方向転換路の内周側案内曲面の開始位置に到達する前から前記内周側案内曲面に対して徐々に接近していくことになる。
　その結果、特許文献１に開示された運動案内装置では、前記セパレータが複合曲面に形成された内周側案内曲面の開始位置に到達した時点で既に該内周側案内曲面とセパレータとが干渉しているおそれがある。その結果、前記無限循環路内の転動体の円滑な循環が阻害されてしまうといった課題があった。
　本発明はこのような課題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、経時的使用によるスペーサの摩耗を防ぎ、その結果移動ブロックに形成された無限循環路内における転動体の循環を円滑にすることが可能な運動案内装置を提供することにある。
　このような目的を達成する本発明の運動案内装置は、長手方向に沿って転動体が転走する軌道レールと、多数の転動体を介して前記軌道レールに組み付けられると共に当該転動体の無限循環路を有し、当該軌道レールに沿って移動自在な移動ブロックと、前記移動ブロックの無限循環路内で互いに隣接する転動体の間に介装されたスペーサとを備えており、前記移動ブロックは、前記転動体が軌道レールとの間で荷重を負荷しながら転走する負荷転動体通路及びこの負荷転動体通路と平行な転動体戻し通路を有するブロック本体と、このブロック本体に固定される一対の転換路形成体とを備えている。そして、各転換路形成体は、前記負荷転動体通路と転動体戻し通路とを繋いで前記無限循環路を形成する方向転換路を有し、各転換路形成体が有する方向転換路は、前記転動体の転走方向を連続的に変化させる転換部と、前記ブロック本体の転動体戻し通路から延伸されて当該転動体戻し通路と前記転換部とを連結し、前記転動体は直線状に案内する一方、前記スペーサの曲線状の移動を許容する転換準備部と、を備える。
　このように構成された本発明の運動案内装置によれば、前記転換路形成体が有する方向転換路は、前記転動体が直線状に案内される一方、前記スペーサの曲線状の移動を許容する転換準備部を有しているため、転動体が方向転換路に進入し始める際の前記スペーサと前記方向転換路の内周側案内曲面との干渉を防ぐことができ、もって移動ブロックに形成された無限循環路内における転動体の循環を円滑にすることが可能となる。
本発明を適用した運動案内装置の第一実施形態を示す斜視図である。 図１に示す運動案内装置において蓋体を取り除いた正面図である。 蓋体とボール案内部材との嵌合関係を示す斜視図である。 蓋体に嵌合するボール案内部材を示す斜視図である。 図１に係る運動案内装置に組み込まれるスペーサを示す断面図である。 図１に示す運動案内装置が具備する方向転換路を示す拡大図である。 前記方向転換路を構成するボール案内部材の第二実施形態を示す拡大図である。 本発明を適用した運動案内装置の第二実施形態を示す斜視図である。 図８に示す運動案内装置において蓋体を取り除いた正面図である。 図８に係る運動案内装置に組み込まれる連結体ベルトを示す側面図である。 図１０に示す連結体ベルトの平面図である。 図１１のＸＩＩ－ＸＩＩ線断面図である。 図８に示す運動案内装置のブロック組立体を示す斜視図である。 図１３に示すブロック組立体の分解斜視図である。 前記方向転換路内に形成された案内溝を示す様式図である。 前記方向転換路内に形成された案内溝の第二実施形態を示す様式図である。
　以下、添付図面を用いて本発明を適用した運動案内装置の実施形態を詳細に説明する。
　図１はスペーサを転動体の無限循環路に組み込んだ運動案内装置の第一実施形態を示すものである。この運動案内装置は、直線状に延びる軌道レール１と、転動体としての多数のボール５を介して前記軌道レール１に組付けられた移動ブロック２とから構成されており、固定部に前記軌道レール１を敷設し、前記移動ブロック２に対して各種の搬送対象物を搭載することで、かかる搬送対象物を軌道レール１に沿って往復運動自在に案内することができるようになっている。
　前記軌道レール１は略断面四角形状の長尺体に形成されている。この軌道レール１には長手方向に沿って所定の間隔で上面から底面に貫通するボルト取付け孔１２が形成されており、このボルト取付け孔１２に挿入した固定ボルトを用いて、軌道レール１をベッド、コラム等の固定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。また、この軌道レール１の左右両側面には長手方向に沿って突部１０がそれぞれ設けられている。各突部１０の上下方向にはボール転走面１１が１条ずつ設けられ、軌道レール全体として４条のボール転走面１１が設けられている。
　一方、前記移動ブロック２は、ブロック本体３と、このブロック本体３の往復移動方向の両端に装着される一対の蓋体４とから構成されている。かかる蓋体４にはシール部材が装着されており、該シール部材が蓋体４と軌道レール１との隙間を密封し、軌道レール１に付着した塵芥などが移動ブロック２の内部に侵入するのを防止している。
　図２は、図１に示す運動案内装置において蓋体４を取り除いた正面図である。前記ブロック本体３は、軌道レール１の上面に対向する水平部３ａと、軌道レール１の両側面に対向する一対のスカート部３ｂを有して略チャネル状に形成されており、一対のスカート部３ｂの間に前記軌道レール１の上半分が収容されている。図１に示すように、前記蓋体４はこのブロック本体３の端部に装着されることから、かかるブロック本体３と略同一の形状に形成されている。また、前記ブロック本体３の水平部３ａには搬送対象物をボルトで固定するためのタップ穴２０が設けられている。
　前記軌道レール１に面したスカート部３ｂの内側には当該軌道レール１のボール転走面１１に対向するボール５の負荷ボール転走面３０が設けられており、これら負荷ボール転走面３０と軌道レール１のボール転走面１１とが対向することにより、ボール５が軌道レール１と移動ブロック２との間で荷重を負荷しながら転走する負荷転動体通路としての負荷ボール通路３１が構成されるようになっている。前記負荷ボール転走面３０は各スカート部３ｂの内側面に２条ずつ設けられ、前記ブロック本体３には４条の負荷ボール通路３１が設けられている。また、各スカート部３ｂには各負荷ボール通路３１に対応して当該負荷ボール通路３１と略平行に転動体戻し通路としてのボール戻し通路３２が設けられている。このボール戻し通路３２の内径は、ボール５の直径よりも僅かに大きく設定されており、前記ボール５は荷重から開放された状態でこのボール戻し通路３２内を転走する。
　更に、前記ブロック本体３の両端面に固定される一対の蓋体４には、前記負荷ボール通路３１とボール戻し通路３２とを連結する方向転換路４４が設けられており、ボール５を負荷ボール通路３１とボール戻し通路３２との間で往来させることが可能になっている。すなわち、本実施形態の運動案内装置では、一つの蓋体４に対して４条の方向転換路４４が設けられている。尚、図２中において、符号３３は前記蓋体４の固定に用いるタップ穴、符号３４は軌道レール１の側面とブロック本体３のスカート部３ｂとの間を密封するシール部材、符号３５は軌道レール１の上面とブロック本体３の水平部３ａとの間を密封するシール部材である。
　前記蓋体４のブロック本体３との当接面には、図３に示すように、前記ボール５の方向転換路４４を構成する略Ｕ形の外周側案内面４１が前記ブロック本体３の負荷ボール通路３１及びボール戻し通路３２に対応して４条形成されている。この外周側案内面４１の上下には半円状に形成された一対の凹溝４２が形成されている。また、この蓋体４には、前記ブロック本体３のタップ穴３３に対応した位置決め用ボス（図示外）が設けられており、この位置決め用ボスを前記ブロック本体３のタップ孔３３に嵌合させるだけで該ブロック本体３に対して蓋体４が容易に位置決め固定されるようになっている。
　このように構成された蓋体４の端面と前記ブロック本体３との間には前記ボール５の方向転換路の構成要素であるボール案内部材７が挟まれるようになっている。このボール案内部材７は、図４に示すように、前記ボール５の方向転換路４４を構成する内周側案内曲面７１と、前記蓋体４の外周側案内面４１に形成された一対の凹溝４２に嵌合する一対の凸部７２とを備える。図３に示すように、前記ボール案内部材７の凸部７２を前記蓋体４の凹溝４２に嵌合させると、前記外周側案内面４１と内周側案内曲面７１の間にボール５の直径よりも僅かに大きな内径の前記方向転換路４４が完成するようになっている。すなわち、前記蓋体４に対してボール案内部材７を嵌合させるだけで、ボール５の方向転換路４４が完成されるようになっている。
　上記ボール案内部材７が嵌合された蓋体４を前記ブロック本体３の往復移動方向の両端に装着することにより、該ブロック本体３に形成された負荷ボール通路３１及びボール戻し通路３２が前記ボール案内部材７及び蓋体４からなる方向転換路４４によって連結されることになる。これにより、前記移動ブロック２にボール５の無限循環路が具備されるようになる。
　この移動ブロック２に形成された無限循環路内において、前記負荷ボール通路３１で荷重を負荷しながら転走してきたボール５は、前記移動ブロック２の軌道レール１の長手方向に沿った移動に伴って前記負荷ボール通路３１を転走し終えると、荷重から開放されて一方の蓋体４の方向転換路４４に入り込み、無負荷状態で負荷ボール通路３１の転走方向とは逆方向へ向かって前記ブロック本体３のボール戻し通路３２内を転走することになる。その一方で、前記ボール戻し通路３２内を転走し終えたボール５は、他方の蓋体４の方向転換路４４を介して再度軌道レール１とブロック本体３との間に入り込み、荷重を負荷しながら前記負荷ボール通路３１内を転走することになる。
　このようなボール５の無限循環路を備えた本実施形態の運動案内装置では、図５に示すように、前記移動ブロック２の無限循環路に組み込まれたボール５同士が相互に接触するのを防止するため、互いに隣接する各ボール５の間にスペーサ６が介装されている。このスペーサ６は合成樹脂を略円板状に形成されており、前記ボール５の転走方向両端には該ボール５が摺接する球面座としてのボール保持座６０が夫々形成されている。各スペーサ６は隣接するボール５同士の中心点同士を結んだ直線Ｌと該スペーサ６の軸線が合致するようにして隣接するボール５間に配置されている。
　上記ボール保持座６０はボール５の球面に略近似した凹球面状に形成されており、隣接するボール５がこのボール保持座６０に対して殆ど隙間なく接するように構成されている。換言すれば、ボール５の左右に位置する一対のスペーサ６の間にボール５を配置することにより、これらスペーサ６のボール保持座６０がボール５を抱え込むようになっている。これにより、運動案内装置の無限循環路内に隙間なくボール５及びスペーサ６を配列した場合には、ボール５がスペーサ６のボール保持座６０上で不安定に揺れ動くことがなく、かかる無限循環路内でボール５及びスペーサ６を蛇行させることなく循環させることが可能となる。
　このように構成されたスペーサ６と前記ボール５は無限循環路内に交互に配列されており、これによって無限循環路内を転走するボール５同士の接触が防止され、ボール５の円滑な循環、ひいては軌道レール１に対する移動ブロック２の回転運動の円滑化が図られる他、運動案内装置の稼働中におけるボール５同士の衝突音の発生が軽減されるようになっている。
　以上のように構成された本実施形態の運動案内装置では図６に示すように、各蓋体４に形成された方向転換路４４が前記ボール５の転走方向を連続的に変化させる転換部４４ａと、前記ブロック本体３に形成されたボール戻し通路３２と前記転換部４４ａを連結する転換準備部４４ｂとを具備している。すなわち、本実施形態の運動案内装置における各蓋体４が本発明が備える転換路形成体に相当する。また、前記転換部４４ａの外周曲面は単一の曲率からなる円弧状曲面に形成される一方、前記転換準備部４４ｂの外側面は前記ボール戻し通路３２と連続していることから直線状に形成されている。すなわち、前記方向転換路４４の外周側案内面４１は曲面部と直線部を備える複合面に形成されている。
　そして、前記ブロック本体３に形成された負荷ボール通路３１内を転走してきたボール５は前記蓋体４及びボール案内部材７からなる方向転換路４４の転換部４４ａ内をその外周曲面に沿って単一円弧状に転走した後、前記転換準備部４４ｂを通過して前記ボール戻し通路３２内へと転走する。ここで、一対のスペーサ６はボール保持座６０を介してボール５を抱え込んでおり、各スペーサ６は隣接するボール５同士の中心点同士を結んだ直線とその軸線とが合致するようにして隣接するボール５間に配置されている。
　このため、前記負荷ボール通路３１と連続する方向転換路４４の進入領域Ａにおいて、該負荷ボール通路３１を転走してきたボール５が前記転換部４４ａの始点Ｓを通過し、該転換部４４ａの外周曲面に沿って前記軌道レール１のボール転走面１１から離れる方向へと転走し始めると同時に、該ボール５の後方に接触するスペーサ６も軌道レール１のボール転走面１１から離れる方向へと移動し始める。すなわち、前記スペーサ６は、前記転換部４４ａの始点Ｓに到達する前に、前記ボール案内部材７の内周側案内曲面７１に対して徐々に接近していくように変位することになる。この方向転換路４４内でのスペーサ６の変位は、前記移動ブロック２のボール戻し通路３２と連続する方向転換路４４の誘導領域Ｃにおいても起こる。
　その一方で、前記方向転換路４４の進入領域Ａと誘導領域Ｃの間に設けられ、該方向転換路４４の中央に配置された案内領域Ｂでは、ボール５とスペーサ６との接触状態が一定であるため、前記スペーサ６が前記内周側案内曲面７１に対してそれ以上接近せず、該内周側案内曲面７１と一定の距離を保って移動することになる。
　このように、方向転換路４４内でのスペーサ６の軌道は、前記方向転換路４４内においてボール５の転走軌道のように単一円弧状ではなく、該方向転換路４４の進入領域Ａ、案内領域Ｂ及び誘導領域Ｃの各領域において異なっている。
　このため、仮に前記方向転換路４４を構成する内周側案内曲面７１が前記外周側案内面４１と同様の複合曲面に形成されていると、前記方向転換路４４内のスペーサ６の変位により該スペーサ６と前記内周側案内曲面７１とが干渉してしまうおそれがある。
　しかし、本実施形態の運動案内装置では、方向転換路４４の進入領域Ａ及び誘導領域Ｃにおけるスペーサ６の変位を考慮して前記内周側案内曲面７１とスペーサ６とが干渉しないよう、前記ボール案内部材７に形成された内周側案内曲面７１が曲率の異なる三種類の領域７１ａ，７１ｂ、７１ｃで形成されている。つまり、前記方向転換路４４が備える転換準備部４４ｂにおいて、その外側面はボール５の転走方向に沿った直線状に形成される一方、その内周面は曲線状に形成されており、前記ボール５は転換準備部４４ｂ内では直線状に案内される一方、前記スペーサ６は曲線状に移動することが許容されている。
　具体的に、前記方向転換路４４の案内領域Ｂでは、上述したように、スペーサ６がボール案内部材７の内周側案内曲面７１に対してそれ以上接近することがないため、該案内領域Ｂにおける内周側案内曲面７１ｂは方向転換路４４に係る転換部４４ａの外周曲面と同一円心であって単一曲率の円弧状曲面に形成されている。その一方で、前記方向転換路４４の進入領域Ａ及び誘導領域Ｃでは、スペーサ６の変位に倣った曲率で前記内周側案内曲面７１ａ，７１ｃが形成されている。つまり、前記進入領域Ａ及び誘導領域Ｃにおける内周側案内曲面７１ａ，７１ｃの曲率半径は、前記案内領域Ｂにおける内周側案内曲面７１ｂの曲率半径よりも大きく設定されている。尚、図６では、方向転換路４４内でのスペーサ６の軌道を理解しやすくするため、方向転換路４４内のボール５を一点鎖線で描いている。
　ここで、前記方向転換路４４の誘導領域Ｃはボール直径よりも僅かに大きな内径のボール戻し通路３２に連続する一方で、前記進入領域Ａはボール直径と略同一内径の前記負荷ボール通路３１に連続している。すなわち、進入領域Ａにおける方向転換路４４の内径は前記誘導領域Ｃのそれよりも僅かに小さいので、その分だけ進入領域Ａにおける内周側案内曲面７１ａの曲率半径は、誘導領域Ｃにおける内周側案内曲面７１ｃの曲率半径よりも小さく設定されていることが好ましい。
　前述したように、前記方向転換路４４の進入領域Ａ及び誘導領域Ｃにおいて、前記スペーサ６は前記方向転換４４に係る転換部４４ａの始点Ｓ，Ｓ’到達する前に、前記ボール案内部材７の内周側案内曲面７１に対して徐々に接近していくことになる。このため、本実施形態の運動案内装置では、前記方向転換路４４の進入領域Ａ及び誘導領域Ｃにおける内周側案内曲面７１ａ，７１ｃの始点Ｐ，Ｑが前記転換部４４ａの始点Ｓ，Ｓ’よりも前記負荷ボール通路３１及びボール戻し通路３２側に変位している。尚、前記方向転換４４に係る転換部４４ａの外周曲面は単一の曲率からなる円弧状曲面に形成されていることから、図６では前記負荷ボール通路３１側の始点Ｓをボール戻し通路３２側の視点Ｓ’と移動ブロック２の移動方向に対して対向する位置に描いている。
　以上のように構成された本実施形態の運動案内装置によれば、各蓋体４に形成された方向転換路４４が前記ボール戻し通路３２と前記転換部４４ａを連結する転換準備部４４ｂを有しており、当該転換準備部４４ｂに係る外側面は前記外周側案内面４１と連続すると共に直線状に形成される一方、その内周面、すなわち方向転換路４４の誘導領域Ｃにおける内周側案内曲面７１ｃは曲面状に成形されている。その結果、前記転換準備部４４ｂでは前記ボール５は直線状に案内される一方、前記スペーサ６は曲線状に移動することが許容されている。
　このため、前記負荷ボール通路３１又はボール戻し通路３２を転走してきたボール５が当該ボール５の転走方向を転換する前記転換部４４ａの始点Ｓ，Ｓ’を通過するのと同時に、該ボール５の後方に接触するスペーサ６が前記内周側案内曲面７１ａの始点Ｐ及び誘導領域Ｃにおける内周側案内曲面７１ｃの始点Ｑを通過することになる。
　それ故、前記負荷ボール通路３１又はボール戻し通路３２を転走してきたボール５が前記転換部４４ａの始点Ｓ，Ｓ’を通過し、該転換部４４ａの外周曲面に沿って前記軌道レール１のボール転走面１１から離れる方向又は近づく方向へと転走するのと同時に、前記スペーサ６が方向転換路４４の内周側案内曲面７１側に対して徐々に接近してしまったとしても、前記方向転換路４４の進入領域Ａにおける内周側案内曲面７１ａ又は誘導領域Ｃにおける内周側案内曲面７１ｃが方向転換路４４内におけるスペーサ６の変位に倣った曲率で形成されているため、これら内周側案内曲面７１ａ，７１ｃとスペーサ６との干渉を防ぐことが可能となる。その結果、移動ブロックに形成された無限循環路内における転動体の循環を円滑にすることが可能となる。
　仮に、ブロック本体３と蓋体４との分割面を前記方向転換路４４の転換部４４ａの始点Ｓ，Ｓ’、前記内周側案内曲面７１ａの始点Ｐ及び内周側案内曲面７１ｃの始点Ｑに合わせて設計した場合、前記ブロック本体３及び蓋体４の端面の構成が複雑化してしまう。しかし、本実施形態の運動案内装置によれば、前記ブロック本体３と蓋体４との分割面Ｍが図６に示すように前記内周側案内曲面７１ａの始点Ｐ及び内周側案内曲面７１ｃの始点Ｑを含む平面と合致している。更に、前記方向転換路４４の内周側案内曲面７１を構成するボール案内部材７を蓋体４及びブロック本体３とは別個に設けている。これにより、前記内周側案内曲面７１の曲面部分は総て蓋体４に含まれるので、前記ブロック本体３及び蓋体４の端面の構成を簡素化することが可能となる。
　図７は、前記ボール案内部材７の第二実施形態を示す拡大図である。該ボール案内部材７に形成された内周側案内曲面７１とスペーサ６との干渉を防ぐことが可能であれば、該内周側案内曲面７１の形状を上記３種類の円弧７１ａ，７１ｂ、７１ｃからなる複合曲面に近似した楕円形に置き換えても差し支えない。このような構成によれば、前記内周側案内曲面７１の成形を簡素化することが可能であり、もって運動案内装置の製造の簡素化を図ることが可能となる。
　尚、図６に示す実施形態では内周側案内曲面７１が３種の円弧７１ａ，７１ｂ、７１ｃからなる複合曲面に形成されているが、かかる内周側案内曲面７１の形状はこれに限られず、該内周側案内曲面７１とスペーサ６との干渉を防ぐことが可能であれば、例えば、４種以上の円弧からなる複合曲面、又はクロソイド曲線等の特定の公式から導かれる複合曲面に形成されていても差し支えない。
　また、上記実施形態では転動体としてボールを用いた例を説明したが、転動体はボールに限られるものではなく、ローラを使用しても良い。その場合、転動体の転走面の断面形状は使用するローラの形状に応じ、ボールの場合と同様な曲面状の転走面としても良いし、単なる平面状の転走面としても良い。
　上記実施形態では前記方向転換路内にボールが進入した際のスペーサの変位による当該スペーサと方向転換路の内周側案内曲面との干渉を防ぐ目的から本発明をかかる方向転換路の内周側案内曲面に適用した例を説明してきたが、本発明は前記移動ブロック２の無限循環路内に複数のスペーサがベルト部材によって連結された連結体ベルトを組み込んだ運動案内装置にも適用可能である。このような運動案内装置の場合には、前記スペーサの軌道の変位により、かかるスペーサを連結するベルト部材と前記無限循環路の内壁に設けられてこのベルト部材をボールの循環方向に沿って案内する案内溝との干渉を防ぐため、前記案内溝に対して本発明を適用することが可能である。
　図８は本発明を適用可能な運動案内装置の第二実施形態を示すものである。この運動案内装置は、直線状に延びる軌道レール１０１と、転動体としての多数のボールを介して前記軌道レール１０１に組付けられた移動ブロック１０２とから構成されており、固定部に前記軌道レール１０１を敷設し、前記移動ブロック１０２に対して各種の搬送対象物を搭載することで、かかる搬送対象物を軌道レール１０１に沿って往復運動自在に案内することができるようになっている。
　前記軌道レール１０１は略断面四角形状の長尺体に形成されている。この軌道レール１０１には長手方向に沿って所定の間隔で上面から底面に貫通するボルト取付け孔１２０が形成されており、このボルト取付け孔１２０に挿入した固定ボルトを用いて、軌道レール１０１をベッド、コラム等の固定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。前記軌道レール１０１の左右両側面には長手方向に沿って突部１１０がそれぞれ設けられている。各突部１１０の上下方向にはボール転走面１１１が１条ずつ設けられ、軌道レール全体として４条のボール転走面１１１が設けられている。
　一方、前記移動ブロック１０２は、大きく分けて、ブロック組立体１０３と、このブロック組立体１０３の往復移動方向の両端に装着される一対の蓋体１０４とから構成されている。かかる蓋体１０４は、蓋体本体１４０と、これに固定されるシール保持プレート１４１とから構成されている。前記シール保持プレート１４１にはシール部材１４２が装着されており、かかるシール部材１４２が蓋体１０４と軌道レール１０１との隙間を密封し、軌道レール１０１に付着した塵芥などが移動ブロック１０２の内部に侵入するのを防止している。尚、図８は、一方の蓋体１０４を前記ブロック組立体１０３から取り外し、更に当該蓋体１０４を蓋体本体１４０とシール保持プレート１４１とに分解した状態を示している。
　図９は、運動案内装置において蓋体１０４を取り除いた正面図である。かかるブロック組立体１０３は、軌道レール１０１の上面に対向する水平部１０３ａと、軌道レール１０１の両側面に対向する一対のスカート部１０３ｂを有して略チャネル状に形成されており、一対のスカート部１０３ｂの間に前記軌道レール１０１の上半分が収容されている。図８に示すように、前記蓋体１０４はこのブロック組立体１０３の端部に装着されることから、かかるブロック組立体１０３と略同一の形状に形成されている。また、前記ブロック組立体１０３の水平部１０３ａには搬送対象物をボルトで固定するためのタップ穴１２０が設けられている。
　図９に示すように、前記軌道レール１０１に面したスカート部１０３ｂの内側には当該軌道レール１０１のボール転走面１１１に対向するボール１０５の負荷ボール転走面１３０が設けられており、これら負荷ボール転走面１３０と軌道レール１０１のボール転走面１１１とが対向することにより、ボール１０５が軌道レール１０１と移動ブロック１０２との間で荷重を負荷しながら転走する負荷ボール通路１３１が構成されるようになっている。前記負荷ボール転走面１３０は各スカート部１０３ｂの内側面に２条ずつ設けられ、前記ブロック組立体１０３には４条の負荷ボール通路１３１が設けられている。また、各スカート部１０３ｂには各負荷ボール通路１３１に対応して当該負荷ボール通路１３１と略平行にボール戻し通路１３２が設けられており、ボール１０５は荷重から開放された状態でこのボール戻し通路１３２内を転走する。
　更に、前記ブロック組立体１０３の両端面に固定される一対の蓋体１０４には、前記負荷ボール通路１３１とボール戻し通路１３２とを連結する方向転換路が設けられており、ボール１０５を負荷ボール通路１３１とボール戻し通路１３２との間で往来させることが可能になっている。尚、図９中において、符号１３３は前記蓋体１０４の固定に用いるタップ穴、符号１３４は軌道レール１０１の側面とブロック組立体１０３のスカート部１０３ｂとの間を密封するシール部材、符号１３５は軌道レール１０１の上面とブロック組立体１０３の水平部１０３ａとの間を密封するシール部材である。
　前記ボール１０５は可撓性を有する連結体ベルト１０６に配列された状態で移動ブロック１０２の無限循環路に組み込まれている。図１０、図１１及び図１２はボール１０５及び連結体ベルト１０６を示すものである。前記連結体ベルト１０６は、各ボール１０５間に配置される複数のスペーサ１６０と、これらスペーサ１６０を連結する一対のベルト部材１６１とから構成され、合成樹脂の射出成形によって製作されている。各スペーサ１６０は、その軸線が互いに隣接するボール１０５の中心点同士を結ぶ直線と一致するようにこれら隣接するボール１０５間に配置されており、ボール１０５との接触面には該ボール１０５の球面に近似した曲率の球面座１６２が設けられている。つまり、ボール１０５の左右に位置する一対のスペーサ１６０の間にボール１０５を配置することにより、これらスペーサ１６０の球面座１６２がボール１０５を抱え込んでいる。
　一方、前記一対のベルト部材１６１は一列に整列したボール１０５を挟む前記スペーサ１６０の周方向側面にて相互に連結し、かかるスペーサ１６０を一列に結合している。図１１に示すように、各ベルト部材１６１は例えば平帯状に形成され、互いに隣接するスペーサ１６０の間ではボール１０５との干渉を回避する円弧状の切欠部１６３が設けられている。このような構成により、ボール１０５を回転可能な状態で連結体ベルト１０６に対して等間隔で一列に保持することが可能となっている。従って、移動ブロック１０２が軌道レール１０１に沿って運動すると、ボール１０５が転動しながら無限循環路内を転走し、これに伴って前記連結体ベルト１０６も無限循環路内を循環することになる。
　図１３は、前記ブロック組立体１０３を示す斜視図である。このブロック組立体１０３の端面には前記蓋体１０４と組み合わさってボール１０５の方向転換路内におけるボール１０５を案内する複数の内周案内部１３６が設けられている。これら内周案内部１３６はブロック組立体１０３の端面から半円形状に突出しており、前記負荷ボール通路１３１とこれに対応するボール戻し通路１３２との間に設けられている。また、各内周案内部１３６の外周面にはボール１０５が転走する内周側案内曲面１３７が形成されており、この内周側案内曲面１３７の一端は前記負荷ボール転走面１３０に、他端はボール戻し通路１３２に連続している。
　図１４は、前記ブロック組立体１０３の構成を示す分解斜視図である。このブロック組立体１０３は、前記負荷ボール転走面１３０が形成された金属製のブロック本体１０７と、このブロック本体１０７に装着されて前記ブロック組立体１０３のスカート部１０３ｂの一部をなす一対の循環部材１０８と、前記ブロック本体１０７に貫通形成された取付け孔１７０に挿入されて前記ボール戻し通路１３２をなす４本のパイプ部材１０９とから構成されており、前記循環部材１０８及びパイプ部材１０９はいずれも合成樹脂から成形されている。
　前記パイプ部材１０９は長手方向に垂直な断面が略半円状に形成された第一パイプ半体１０９ａ及び第二パイプ半体１０９ｂを組み合わせて構成されており、これら第一パイプ半体１０９ａと第二パイプ半体１０９ｂとが互いに突き合わせた状態で前記ブロック本体１０７の取付け孔１７０に挿入されている。図１４に示されていないが、前記パイプ部材１０９の内壁には互いに対向する位置に前記連結体ベルト１０６のベルト部材１６１を収容するための２条の案内溝が長手方向に沿って形成されている。
　一方、前記循環部材１０８はブロック本体１０７の両端面に対応した一対のツバ部１８０と、これらツバ部１８０を互いに連結する３本の保持枠１８１，１８２，１８３とから構成されている。各ツバ部１８０はブロック本体１０７の端面の一部を覆う平板状に形成されると共に、前記パイプ部材１０９の端部に対応した位置にパイプ保持孔１８４が設けられている。このパイプ保持孔１８４はブロック本体１０７に設けられたボール戻し通路１３２の入口又は出口となる。また、ツバ部１８０には前記パイプ保持孔１８４に隣接して前述の内周案内部１３６が設けられている。
　第一の保持枠１８１はスカート部１０３ｂに形成された２条の負荷ボール転走面１３０のうち、上側の負荷ボール転走面１３０の上端縁に沿って設けられる一方、第二の保持枠１８２は２条の負荷ボール転走面１３０の中間に位置するように設けられている。また、第三の保持枠１８３はスカート部１０３ｂの下端に位置して下側の負荷ボール転走面１３０の下端に沿って設けられている。更に、これらの保持枠１８１，１８２，１８３の負荷ボール転走面１３０に面したエッジ部には、前記連結体ベルト１０６のベルト部材１６１を収容する案内溝が設けられている。
　このような循環部材１０８は、図１３に示すようにブロック組立体１０３のスカート部１０３ｂに対して内側から装着され、３本の保持枠１８１，１８２，１８３で結合された一対のツバ部１８０がブロック本体１０７を挟むようにして配置される。このとき、３本の保持枠１８１，１８２，１８３はブロック本体１０７に形成された２条の負荷ボール転走面１３０を囲むようにして配置され、前記案内溝が各負荷ボール転走面１３０の両側に位置して、連結体ベルト１０６のベルト部材１６１の通路を構成する。
　前記パイプ部材１０９を前記ブロック本体１０７の取付け孔１７０に挿入した状態では、第一パイプ半体１０９ａの端部は取付け孔１７０からツバ部１８０の厚さ分だけ突出しており、この第一パイプ半体１０９ａの端部は前記内周案内部１３６の内周側ベルト案内壁１３８に当接するようにして前記パイプ保持孔１８４に嵌合している。その一方で、第二パイプ半体１０９ｂの端面はツバ部１８０の裏側に当接している。
　また、前記蓋体１０４を構成する蓋体本体１４０には、図１５に示すように、前記内周案内部１３６が嵌合する外周案内溝が形成されており、この外周案内溝は内周案内部１３６よりも大きな半径の半円状に形成されている。かかる外周案内溝には、前記内周案内部１３６の内周側案内曲面１３７と対向する外周側案内面１４３が形成されている。
　このため、前記蓋体１０４をブロック組立体１０３に装着すると、前記内周案内部１３６の内周側案内曲面１３７と外周案内溝の外周側案内面１４３とが組み合わさって、両者の間にボール１０５の直径よりも僅かに大きな内径の方向転換路１４５が完成するようになっている。更に、前記外周案内溝と内周案内部１３６とが組み合わさることにより、前記連結体ベルト１０６のベルト部材１６１を収容する案内溝１４６が方向転換路１４５に具備されるようになっている。この案内溝１４６は内周案内部１３６の内周側案内曲面１３７の両側に設けられた内周側ベルト案内壁１３８に面している。
　このように、前記内周側ベルト案内壁１３８は方向転換路１４５内の案内溝１４６に面していることから、前記第一パイプ半体１０９ａの端部がパイプ保持孔１８４の内部にて前記内周側ベルト案内壁１３８に当接すると、パイプ部材１０９によってボール戻し通路１３２に設けられた案内溝１９１が方向転換路に設けられた案内溝１４６に対して正確に連結されることになる。
　また、前記ブロック組立体１０３に対して蓋体１０４を装着すると、前記保持枠１８１，１８２，１８３のエッジ部に設けられた案内溝１８５が方向転換路に設けられた案内溝１４６に対して正確に連結されることになる。すなわち、ブロック組立体１０３に対して蓋体１０４を装着することにより前記負荷ボール転走面１３０に設けられた案内溝１８５、方向転換路１４５に設けられた案内溝１４６及びボール戻し通路１３２の案内溝１９１が連結され、ボール１０５の無限循環路内に前記連結体ベルト１０６のベルト部材１６１が嵌合する案内溝が完成するようになる。
　このように構成された本発明を適用した運動案内装置では図１５に示すように、各蓋体１０４に形成された方向転換路１４５が前記ボール１０５の転走方向を連続的に変化させる転換部１４５ａと、この転換部１４５ａと前記ボール戻し通路１３２を連結する転換準備部１４５ｂとを具備している。また、前記転換部１４５ａの外周曲面は単一の曲率からなる円弧状曲面に形成される一方、前記転換準備部１４５ｂの外側面は前記ボール戻し通路３２と連続していることから直線状に形成されている。すなわち、前記方向転換路４４の外周側案内面１４３は曲面部と直線部を備える複合面に形成されている。
　ここで、本実施形態では、前記循環部材１０８を構成するツバ部１８０がブロック本体１０７の端面の一部を覆う平板状に形成される。このため、実際には、前記方向転換路１４５が備える転換部１４５ａは前記蓋体１０４に形成される一方で、前記方向転換路１４５が備える転換準備部１４５ｂは前記ツバ部１８０に形成されている。すなわち、本実施形態に係る蓋体１０４及び循環部材１０８が本発明が備える転換路形成体に相当する部材である。
　そして、前記ブロック組立体１０３に形成された負荷ボール通路１３１内を転走してきたボール１０５は前記方向転換路１４５の転換部１４５ａ内を当該転換部１４５ａの外周曲面に沿って単一円弧状に転走した後、前記転換準備部１４５ｂを通過して前記ボール戻し通路３２内へと転走する。ここで、一対のスペーサ１６０は球面座１６２を介してボール１０５を抱え込んでおり、各スペーサ１６０は隣接するボール１０５同士の中心点同士を結んだ直線とその軸線が合致するようにして隣接するボール１０５間に配置されている。
　このため、前記負荷ボール通路１３１と連続する方向転換路１４５の進入領域Ａ’において、該負荷ボール通路１３１を転走してきたボール１０５が前記転換部１４５ａの始点Ｓ’を通過し、該転換部１４５ａの外周曲面に沿って前記軌道レール１０１のボール転走面１１１から離れる方向へと転走し始めると同時に、該ボール１０５の後方に接触するスペーサ１６０も軌道レール１０１のボール転走面１１１から離れる方向へと移動し始める。すなわち、前記スペーサ１６０は、前記転換部１４５ａの始点Ｓ’に到達する前に、前記方向転換路１４５の内周側案内曲面１３７に対して徐々に接近していくように変位することになる。この方向転換路１４５内でのスペーサ１６０の変位は、前記移動ブロック１０２のボール戻し通路１３２と連続する方向転換路１４５の誘導領域Ｃ’においても起こる。
　その一方で、前記方向転換路１４５の進入領域Ａ’と誘導領域Ｃ’の間に設けられ、該方向転換路１４５の中央に配置された案内領域Ｂ’では、ボール１０５とスペーサ１６０との接触状態が一定であるため、前記スペーサ１６０が前記内周側案内曲面１３７に対してそれ以上接近せず、該内周側案内曲面１３７と一定の距離を保って移動することになる。
　このように、方向転換路１４５内でのスペーサ１６０の軌道は、前記方向転換路１４５内においてボール１０５の転走軌道のように単一円弧状ではなく、該方向転換路１４５の進入領域Ａ’、案内領域Ｂ’及び誘導領域Ｃ’の各領域において異なっている。
　ところで、前記連結体ベルト１０６を構成するベルト部材１６１は、各スペーサ１６０を一列に連結するようにして設けられているので、該ベルト部材１６１はスペーサ１６０の移動に追従するようにしてボール１０５の無限循環路内を移動する。このため、前記方向転換路１４５内の進入領域Ａ’及び誘導領域Ｃ’では、前記ベルト部材１６１もスペーサ１６０と共に該方向転換路１４５の内周側案内曲面１３７に対して徐々に接近していくことになる。
　仮に、前記方向転換路１４５内における案内溝１４６の内周側ベルト案内壁１３８が前記外周側案内面１４３と同様の複合曲面に形成されている場合、前記方向転換路１４５内のスペーサ１６０の変位に伴って、前記ベルト部材１６１は案内溝１４６の内周側ベルト案内壁１３８に干渉してしまう。
　しかし、本発明を適用した運動案内装置では、方向転換路１４５の進入領域Ａ’及び誘導領域Ｃ’におけるスペーサ１６０の変位を考慮して前記内周側ベルト案内壁１３８とベルト部材１６１とが干渉しないよう、図１５に示されるように該内周側ベルト案内壁１３８が曲率の異なる三種類の領域１３８ａ，１３８ｂ、１３８ｃで形成されている。つまり、前記方向転換路４４が備える転換準備部１４５ｂの外側面はボール５の転走方向に沿った直線状に形成される一方、この転換準備部１４５ｂの内周壁に形成された内周側ベルト案内壁１３８は曲線状に形成されており、前記転換準備部１４５ｂ内ではボール１０５は直線状に案内される一方、前記スペーサ１６０及びこのスペーサ１６０の移動に追従するベルト部材１６１は曲線状に移動することが許容されている。
　具体的に、前記方向転換路１４５の案内領域Ｂ’では、上述したように、スペーサ１６０及びベルト部材１６１が方向転換路１４５の内周側案内曲面１３７に対してそれ以上接近することがないため、該案内領域Ｂ’における内周側ベルト案内壁１３８ｂは方向転換路１４５を構成する転換部１４５ａの外周曲面と同一円心であって単一曲率の円弧状曲面に形成されている。その一方で、前記方向転換路１４５の進入領域Ａ’及び誘導領域Ｃ’では、スペーサ１６０の変位に倣った曲率で前記案内溝１４６の内周側ベルト案内壁１３８ａ，１３８ｃが形成されている。つまり、前記進入領域Ａ’及び誘導領域Ｃ’における内周側ベルト案内壁１３８ａ，１３８ｃの曲率半径は、前記案内領域Ｂ’における内周側ベルト案内壁１３８ｂの曲率半径よりも大きく設定されている。尚、図１５では、方向転換路１４５内でのスペーサ１６０の軌道を理解しやすくするため、方向転換路１４５内のボール１０５を一点鎖線で描いている。
　ここで、前記方向転換路１４５の誘導領域Ｃ’はボール直径よりも僅かに大きな内径のボール戻し通路１３２に連続する一方で、前記進入領域Ａ’はボール直径と略同一内径の前記負荷ボール通路１３１に連続している。すなわち、進入領域Ａ’における方向転換路１４５の内径は前記誘導領域Ｃ’のそれよりも僅かに小さいので、その分だけ進入領域Ａ’における内周側ベルト案内壁１３８ａの曲率半径は、誘導領域Ｃ’における内周側ベルト案内壁１３８ｃの曲率半径よりも小さく設定されていることが好ましい。
　前述したように、前記方向転換路１４５の進入領域Ａ’及び誘導領域Ｃ’において、前記スペーサ１６０は前記転換部１４５ａの始点Ｓ，Ｓ’到達する前に、前記方向転換路１４５の内周側案内曲面１３７側に対して徐々に接近していくことになる。前記ベルト部材１６１はボール１０５の無限循環路内でこのスペーサ１６０の変位に追従するため、本発明を適用した運動案内装置では、前記方向転換路１４５の進入領域Ａ’及び誘導領域Ｃ’における案内溝１４６の内周側案内曲面１３８ａ，１３８ｃの開始位置Ｐ’，Ｑ’が前記転換部１４５ａの始点Ｓ，Ｓ’よりも前記負荷ボール通路１３１及びボール戻し通路１３２側に変位している。尚、前記転換部１４５ａの外周曲面は単一の曲率からなる円弧状曲面に形成されていることから、図１５では前記負荷ボール通路１３１側の視点Ｓ’をボール戻し通路１３２側の視点Ｓと移動ブロック１０２の移動方向に対して対向する位置に描いている。
　以上のように構成された本発明の運動案内装置によれば、各蓋体１０４に形成された方向転換路１４５が前記ボール戻し通路１３２及び前記転換部１４５ａを連結する転換準備部１４５ｂを有しており、当該転換準備部１４５ｂに係る外周面は前記転換部１４５ａの外周曲面と連続すると共に直線状に形成される一方、当該転換準備部１４５ｂの内壁に形成された内周側ベルト案内壁１３８ｃは曲線状に形成されている。その結果、前記転換準備部１４５ｂ内ではボール１０５は直線状に案内される一方、前記スペーサ１６０及びこのスペーサ１６０の移動に追従するベルト部材１６１は曲線状に移動することが許容されている。
　このため、前記負荷ボール通路１３１又はボール戻し通路１３２を転走してきたボール１０５が前記外周側案内面１４３の始点Ｓ，Ｓ’を通過し、該外周側案内面１４３に沿って前記軌道レール１０１のボール転走面１１１から離れる方向又は近づく方向へと転走するのと同時に、前記スペーサ１６０が方向転換路１４５の内周側案内曲面１３７側に対して徐々に接近してしまったとしても、該スペーサ１６０の変位に追従するベルト部材１６１は前記内周側ベルト案内壁１３８ａの始点Ｐ’及び誘導領域Ｃにおける内周側ベルト案内壁１３８ｃの始点Ｑ’を通過している。
　それ故、本発明を適用した運動案内装置では、方向転換路１４５の進入領域Ａ’又は誘導領域Ｃ’における内周側ベルト案内壁１３８ａ及び内周側ベルト案内壁１３８ｃとベルト部材１６１との干渉を防ぐことが可能となる。その結果、移動ブロックに形成された無限循環路内における転動体の循環を円滑にすることが可能となる。
　仮に、ブロック組立体１０３と蓋体１０４との分割面を前記方向転換路１４５の外周側案内面１４３の始点Ｓ，Ｓ’、前記内周側ベルト案内壁１３８ａの始点Ｐ’及び内周側ベルト案内壁１３８ｃの始点Ｑ’に合わせて設計した場合、ブロック組立体１０３に内周側ベルト案内壁１３８の曲面部分が含まれてしまうため、前記ブロック組立体１０３及び蓋体１０４の端面の構成が複雑化してしまう。しかし、この実施形態の運動案内装置によれば、前記ブロック組立体１０３と蓋体１０４との分割面Ｌが図１５に示すように前記内周側ベルト案内壁１３８ａの始点Ｐ’及び内周側ベルト案内壁１３８ｃの始点Ｑ’を含む平面と合致させている。これにより、前記内周側ベルト案内壁１３８の曲面部分は総て蓋体１０４に含まれるので、前記ブロック組立体１０３及び蓋体１０４の端面の構成を簡素化することが可能となる。
　一方、前記方向転換路１４５内におけるボール１０５の転走の安定性を考慮した場合、前記スペーサ１６０を大型化し、ボール１０５を抱え込む球面座１６２を大きくすることが良策である。このとき、前記方向転換路１４５の内周側案内曲面１３７が単一曲率の円弧状曲面に形成されていると、方向転換路１４５内におけるボール１０５の転走に伴って該スペーサ１６０が方向転換路１４５の内周側案内曲面１３７側に対して徐々に接近していくと、該内周側案内曲面１３７とスペーサ１６０とが干渉してしまう可能性が考えられる。この点を考慮すると、スペーサ１６０を大型化する場合にも前記方向転換路１４５の内周側案内曲面１３７を前記案内溝１４６に係る内周側ベルト案内壁１３８と同様に曲率の異なる３種類の円弧の複合曲面に形成することで同様の効果が得られる。
　図１６は、前記方向転換路１４５内に形成された案内溝１４６の第二実施形態を示す拡大図である。前記内周側ベルト案内壁１３８とベルト部材１６１との干渉を防ぐことが可能であれば、該内周側ベルト案内壁１３８の形状を楕円状に近似させても差し支えない。このような構成によれば、前記内周側ベルト案内壁１３８の成形を簡素化することが可能であり、上述の第一実施形態に比べ、運動案内装置の製造の簡素化に適している。
　尚、本実施形態では転動体としてボールを用いた例を説明したが、転動体はボールに限られるものではなく、ローラを使用しても良い。その場合、転動体の転走面の断面形状は使用するローラの形状に応じ、ボールの場合と同様な曲面状の転走面としても良いし、単なる平面状の転走面としても良い。

Claims (11)

  1. 長手方向に沿って転動体が転走する軌道レール(1)と、多数の転動体(5)を介して前記軌道レール(1)に組み付けられると共に当該転動体(5)の無限循環路を有し、当該軌道レール(1)に沿って移動自在な移動ブロック(2)と、前記移動ブロック(2)の無限循環路内で互いに隣接する転動体(5)の間に介装されたスペーサ(6)と、を備え、
    前記移動ブロック(2)は、前記転動体(5)が軌道レール(1)との間で荷重を負荷しながら転走する負荷転動体通路(31)及びこの負荷転動体通路(31)と平行な転動体戻し通路(32)を有するブロック本体(3)と、前記負荷転動体通路(31)と転動体戻し通路(32)とを繋いで前記無限循環路を形成する方向転換路(44)を有すると共にこのブロック本体(3)に固定される一対の転換路形成体(4,104,108)と備え、
    前記方向転換路(44)は、前記転動体(5)の転走方向を連続的に変化させる転換部(44a)と、前記ブロック本体(3)の転動体戻し通路(32)から延伸されて当該転動体戻し通路(32)と前記転換部(44a)とを連結し、前記転動体(5)は直線状に案内する一方、前記スペーサ(6)の曲線状の移動を許容する転換準備部(44b)と、を備えていることを特徴とする運動案内装置。
  2. 前記無限循環路を含む平面で前記方向転換路(44)を切断したときに把握される当該方向転換路(44)の内周側案内曲面(71)は曲率の異なる複数の曲面からなる複合曲面であり、前記転換部(44a)の始点(S’)は前記内周側案内曲面(71)の始点(Q)よりも前記ブロック本体(3)の端部方向に設けられていることを特徴とする請求項１記載の運動案内装置。
  3. 前記方向転換路(44)を構成する転換部(44a)の外周曲面は単一曲率の円弧状曲面に形成されていることを特徴とする請求項２記載の運動案内装置。
  4. 前記内周側案内曲面(71)は曲率の異なる3種類の円弧の複合曲面であり、中央に位置する曲面は前記転換部(44a)の外周曲面と同心であることを特徴とする請求項３記載の運動案内装置。
  5. 前記内周側案内曲面(71)を構成する3種類の曲面のうち、中央に位置する曲面の曲率半径が最も小さく、転動体戻し通路(32)側に位置する曲面の曲率半径が最大であることを特徴とする請求項４記載の運動案内装置。
  6. 前記内周側案内曲面(71)は楕円形に形成されていることを特徴としている請求項２記載の運動案内装置。
  7. 前記スペーサ(160)はベルト部材(161)によって一列に結合されて連結体ベルト(106)を構成し、
    前記移動ブロック(2)の無限循環路の内側壁には前記連結体ベルト(106)のベルト部材(161)を転動体(105)の循環方向に沿って案内する案内溝(146,185,191)が設けられ、
    前記無限循環路を含む平面で前記方向転換路(44)を切断したときに把握される前記案内溝(146,185,191)の内周側ベルト案内壁(138)は曲率の異なる複数の曲面からなる複合曲面であり、前記転換部(145a)の始点(S)は前記内周側ベルト案内壁(138)の始点(Q’)よりも前記ブロック本体(3)の端部方向に設けられていることを特徴とする請求項１記載の運動案内装置。
  8. 前記方向転換路(145)は、前記負荷転動体通路(31)に連続する進入領域と、前記転動体戻し通路(32)に連続する誘導領域と、この誘導領域と前記進入領域との間に設けられた案内領域とからなり、前記案内領域における前記内周側ベルト案内壁(138)の曲面は前記転換部(145a)の外周曲面と同心であることを特徴とする請求項７に記載の運動案内装置。
  9. 前記内周側ベルト案内壁(138)を構成する曲面のうち、前記方向転換路(145)の案内領域における曲面の曲率半径が最も小さいことを特徴とする請求項８に記載の運動案内装置。
  10. 前記方向転換路(145)の案内領域における内周側案内曲面(137)は、前記転換部(145a)の外周曲面と同心であることを特徴とする請求項８に記載の運動案内装置。
  11. 前記内周側案内曲面(137)を構成する曲面のうち、前記案内領域における曲面の曲率半径が最も小さいことを特徴とする請求項１０に記載の運動案内装置。
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