WO2018216519A1 - 複列転動体収容バンド及び運動案内装置 - Google Patents

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WO2018216519A1
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ball
rolling element
row
band
carriage
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高橋　徹
喜大 濱田
竜一 山越
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Thk株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a double row rolling element housing band and a motion guide device incorporated in a circulation path of a carriage of the motion guide device.
  • the motion guide device guides the motion of a movable body such as a table using the rolling motion of a rolling body such as a ball or roller.
  • the motion guide device includes a guide rail and a carriage that relatively moves along the guide rail.
  • a plurality of rolling elements such as balls and rollers are interposed between the guide rail and the carriage so as to allow rolling motion.
  • the carriage is provided with a circulation path for circulating the rolling elements. When the carriage moves relative to the guide rail, the rolling elements circulate in the circulation path.
  • the rolling guide that uses the rolling motion of the rolling element is a static pressure guide, that is, a method in which a fluid such as oil is supplied to the guide surface to float the movable body, and the movable body is guided using the low viscosity of the fluid.
  • a static pressure guide that is, a method in which a fluid such as oil is supplied to the guide surface to float the movable body, and the movable body is guided using the low viscosity of the fluid.
  • a static pressure guide that is, a method in which a fluid such as oil is supplied to the guide surface to float the movable body, and the movable body is guided using the low viscosity of the fluid.
  • the rolling element can be regarded as an oil film for pseudo-static pressure guidance, and the accuracy of the guide is improved. be able to.
  • an object of the present invention is to provide a double row rolling element accommodation band capable of improving the accuracy of guidance, and a motion guide device incorporating this double row rolling element accommodation band.
  • At least three rolling element rows are arranged in a band, and at least a part of the first rolling element row in at least a part of the length direction of the band.
  • Each second rolling element of the second rolling element row is shifted in the length direction of the band with respect to one rolling element, and a third rolling element with respect to each first rolling element and each second rolling element.
  • Another aspect of the present invention includes a guide rail, a carriage that is assembled to the guide rail so as to be relatively movable, and a double-row rolling element housing band that is incorporated in a circulation path of the carriage, and the motion guide device is placed on a horizontal plane.
  • a total of four circulation paths are provided on the left and right sides of the carriage, and the double row rolling element housing band is incorporated in each circulation path, so that two rows of rolling elements are provided.
  • a row is arranged in the double row rolling element accommodation band, and at least a part of the double row rolling element accommodation band in the length direction is a second rolling element with respect to each first rolling element of the first rolling element row.
  • Each second rolling element in the row has a spacer interposed between the first rolling elements, a spacer is interposed between the second rolling elements, and the first rolling element and the second rolling element are not in contact with each other.
  • accommodation band is motion guide device are shifted in the longitudinal direction.
  • each rolling element row does not completely overlap when viewed in the width direction of the band, it can be considered that the number of rolling elements contributing to the reduction of carriage waving has increased. Therefore, it is possible to reduce the waving of the carriage and to improve the accuracy of the guide.
  • FIG. 3A is a plan view
  • FIG. 3B is a front view
  • FIG. 3C is a bottom view
  • FIG. 3D is four views of the ball retainer according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 3A is a plan view
  • FIG. 3B is a front view
  • FIG. 3C is a bottom view
  • FIG. 3D is four views of the ball retainer according to the first embodiment of the present invention
  • It is an enlarged front view of the ball retainer of this embodiment.
  • FIG. 1 is a top view of the modification of the ball retainer of this embodiment.
  • FIG. 8A is a plan view of a ball retainer according to a second embodiment of the present invention (FIG. 8A is a plan view, FIG. 8B is a front view, FIG. 8C is a bottom view, and FIG. 8D). Is a left side view). It is an enlarged plan view of the ball retainer of this embodiment. It is an enlarged front view of the ball retainer of this embodiment. It is a top view of the modification of the ball retainer of this embodiment. It is a perspective view (a partial sectional view is included) of the exercise
  • FIG. 13 (a) is a top view
  • FIG.13 (b) is a front view
  • FIG. 14 is a plan view of a retainer used in the analysis
  • FIG. 14A is Comparative Example 1
  • FIG. 14B is Comparative Example 2
  • FIG. 14C is an example of the present invention.
  • It is a graph which shows the analysis result of waving (FIG. 15 (a) shows the waving of a radial direction
  • FIG.15 (b) shows the waving of a pitching direction).
  • the double row rolling element accommodation band of the embodiment of the present invention is explained based on an accompanying drawing.
  • the double row rolling element accommodation band of the present invention can be embodied in various forms, and is not limited to the embodiments described in the present specification. This embodiment is provided with the intention of enabling those skilled in the art to fully understand the scope of the invention by fully disclosing the specification. (Double-row rolling element housing band of the first embodiment, motion guide device of the first embodiment)
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a motion guide device 1 cut along a plane orthogonal to the guide rail 2.
  • 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG.
  • the motion guide device 1 according to the first embodiment shown in FIG. 1 and the motion guide device 41 according to the second embodiment shown in FIG. 12 are configured such that the ball retainer 11 is provided with three ball rows or a ball retainer 42.
  • the basic structures of the guide rail 2 and the carriage 3 are substantially the same, although it differs depending on whether the two rows of balls are provided.
  • the motion guide device 1 is arranged on a horizontal plane, and the configuration of the motion guide device 1 is configured using the directions when the motion guide device 1 is viewed from the front, that is, the top, bottom, left, right, front, and rear of FIGS. explain. Of course, the arrangement of the motion guide device 1 is not limited to this.
  • the motion guide device 1 includes a guide rail 2 and a carriage 3 that is assembled to the guide rail 2 so as to be relatively movable.
  • Two track-like circulation paths 4 are provided on the left and right sides of the carriage 3 (see FIG. 12).
  • a ball retainer 11 is accommodated in each circulation path 4.
  • Guide rail 2 is long in the front-rear direction. On the left and right sides of the guide rail 2, two ball rolling grooves 5 as a total of four rolling element rolling grooves are formed.
  • the cross-sectional shape of the ball rolling groove 5 is a shape in which three arcs 2a, 2a, 2a are combined.
  • the three arcs 2 a, 2 a, 2 a have a radius slightly larger than the radius of the ball 6.
  • the guide rail 2 is provided with a through hole 2b for attaching the guide rail 2 to a base or the like.
  • the carriage 3 is attached so as to cover the carriage body 7, the inner plates 8 attached to both end faces of the carriage body 7 in the relative movement direction, and the inner plates 8 covered on both end faces of the carriage body 7. And an end plate 9 (see also FIG. 12).
  • the carriage body 7 has an inverted U shape in a cross-sectional view, a central portion 7 a that faces the upper surface of the guide rail 2, and left and right sleeve portions 7 b that face the side surfaces of the guide rail 2,
  • a load ball rolling groove 10 as a rolling element rolling groove facing the ball rolling groove 5 of the guide rail 2 is formed on the sleeve portion 7 b of the carriage body 7.
  • the sectional shape of the load ball rolling groove 10 is a combination of three arcs 7c, 7c, 7c.
  • the three arcs 7 c, 7 c, 7 c have a radius slightly larger than the radius of the ball 6.
  • each circulation path 4 has a U-shape that connects a straight load path C1, a straight return path C2 substantially parallel to the load path C1, and the load path C1 and the return path C2. Turn path C3.
  • the load path C1 is formed between the load ball rolling groove 10 of the carriage body 7 and the ball rolling groove 5 of the guide rail 2. As shown in FIG. 1, a through hole 12 having a shape in which three arcs are combined in parallel with the load ball rolling groove 10 is formed in the sleeve portion 7 b of the carriage body 7. A return path C ⁇ b> 2 is formed in the through hole 12, and a return path constituting member 13 having a shape matched to the through hole 12 is inserted.
  • the cross-sectional shape of the return path C2 is based on three circles having a diameter slightly larger than the diameter of the ball 6 and overlapping each other.
  • the turn path C3 is formed between the inner plate 8 and the end plate 9.
  • the inner plate 8 has an inverted U-shape when viewed from the front, and has a central portion 8a facing the upper surface of the guide rail 2 and a pair of left and right sleeve portions 8b facing the side surfaces of the guide rail 2 (see FIG. 12). ).
  • An inner peripheral side of the turn path C ⁇ b> 3 is formed on the sleeve portion 8 b of the inner plate 8.
  • the end plate 9 is also inverted U-shaped when viewed from the front, and has a central portion 9a facing the upper surface of the guide rail 2 and a pair of left and right sleeve portions 9b facing the side surfaces of the guide rail 2 (see FIG. 12). ).
  • the outer peripheral side of the turn path C3 is formed.
  • FIG. 3 shows a four-sided view of the ball retainer 11 of the present embodiment.
  • 3A is a plan view
  • FIG. 3B is a front view
  • FIG. 3C is a bottom view
  • FIG. 3D is a left side view.
  • the rear view is the same as the front view
  • the right side view is the same as the left side view.
  • the configuration of the ball retainer 11 will be described using the width direction and the length direction shown in FIG. 3A and the thickness direction shown in FIG.
  • three rows of ball rows 17, 18, and 19 are arranged on the band 15 of the ball retainer 11. As shown in FIG.
  • the ball rows are a first ball row 17, a second ball row 18, and a third ball row 19 in order from one end to the other end in the width direction.
  • a substantially short cylindrical spacer 20 is interposed, and the ball pitch of the ball rows 17, 18, and 19 is kept constant.
  • spherical concave portions are formed in accordance with the shapes of the first to third balls 17a, 18a, 19a.
  • the diameter of the first ball 17a of the first ball row 17, the diameter of the second ball 18a of the second ball row 18, and the diameter of the third ball 19a of the third ball row 19 are equal to each other.
  • the ball pitch of the first ball row 17, the ball pitch of the second ball row 18, and the ball pitch of the third ball row 19 are also equal to each other.
  • each second ball 18 a of the second ball row 18 is shifted in the length direction of the band 15 with respect to each first ball 17 a of the first ball row 17.
  • the third balls 19a of the third ball row 19 are shifted in the length direction of the band 15 with respect to the first balls 17a and the second balls 18a.
  • the positions of the first ball 17a, the second ball 18a, and the third ball 19a that are closest to each other in the length direction of the band 15 are shifted from each other in the length direction.
  • the first balls 17a, the second balls 18a, and the third balls 19a do not completely overlap in the width direction view (in other words, the front view) (see also FIG. 5).
  • a part of each first ball 17a, a part of each second ball 18a, and a part of each third ball 19a overlap each other.
  • the band 15 is formed in a horizontally long rectangular shape in plan view.
  • the band 15 is formed with three circular opening rows 15a, 15b, and 15c for accommodating the three ball rows 17, 18, and 19. Between the openings of the three openings 15a, 15b, 15c, three spacers 20a, 20b, 20c are provided.
  • Each second spacer 20 of the second spacer row 20b is displaced in the length direction of the band 15 with respect to each first spacer 20 of the first spacer row 20a.
  • the third spacers 20 of the third spacer row 20c are displaced in the length direction of the band 15 with respect to the first spacers 20 of the first spacer row 20a and the second spacers 20 of the second spacer row 20b.
  • the spacer 20 and the band 15 are integrally molded with resin, and the three spacer rows 20 a, 20 b, and 20 c are connected in series by the band 15.
  • the band 15 is flexible so that it can circulate through the track-like circulation path 4.
  • the band 15 is divided into four by three ball rows 17, 18, 19 and three spacer rows 20a, 20b, 20c. That is, a side band 21 protruding outward in the width direction from the first ball row 17, a wavy first intermediate band 22 between the first ball row 17 and the second ball row 18, A wavy second intermediate band 23 between the third ball row 19 and a side band 24 protruding outward in the width direction from the third ball row 19 are partitioned.
  • the first intermediate band 22 makes no contact between the first ball 17a and the second ball 18a.
  • the second intermediate band 23 makes the second ball 18a and the third ball 19a non-contact.
  • the interval between the first ball row 17 and the second ball row 18 is equal to the interval between the second ball row 18 and the third ball row 19.
  • Both ends in the length direction of the band 15 are formed in a step shape.
  • One or more ball retainers 11 are incorporated in the circulation path 4. When both ends of one ball retainer 11 are connected or when adjacent ball retainers 11 are connected, the ball pitch of the first ball row 17, the ball pitch of the second ball row 18, the third ball at the joint Both ends of the band 15 are formed in a complementary step shape so that the ball pitch of the row 19 is substantially constant.
  • FIG. 4 shows an enlarged plan view of the ball retainer 11.
  • Each second ball 18a is displaced from the first ball 17a by P / 3 in the length direction of the band 15 (more precisely, one direction of the length direction, that is, the right direction in FIG. 4).
  • P is the ball pitch of the first ball row 17.
  • each third ball 19a is displaced by P / 3 in the length direction of the band 15 with respect to each second ball 18a. Therefore, as shown in the front view of FIG. 5, there is no ball 6 that overlaps completely in the width direction, and the first ball 17a, the second ball 18a, and the third ball 19a are P / P in the length direction of the band 15. Appears in order of 3 cycles.
  • the waving of the carriage 3 can be reduced by shifting the second balls 18a in the length direction with respect to the first balls 17a and by shifting the third balls 19a with respect to the second balls 18a. The reason for this will be described below.
  • the waving since the relative position of the carriage 3 and the ball 6 changes when the carriage 3 makes a stroke, the number of effective balls in the carriage 3 and the balance of the force change accordingly, and a slight radial displacement or An inclination in the pitching direction occurs.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the principle of occurrence of waving.
  • Reference numeral 2 is a guide rail
  • 3 is a carriage
  • 1-8 is a ball that rolls on a load path between the guide rail 2 and the carriage 3.
  • St is the stroke amount of the carriage 3
  • I is the number of effective balls
  • P is the ball pitch
  • the white arrow A1 is the load acting on the carriage 3
  • the arrow A2 is the displacement of the carriage 3 in the radial direction
  • the arrow A3 is the carriage 3
  • the arrow A4 is the tilt of the carriage 3 in the pitching direction (counterclockwise).
  • S1 to S5 indicate states when the carriage 3 strokes in the right direction.
  • St on the right side of the carriage 3 represents the stroke amount of the carriage 3.
  • I represents the number of effective balls.
  • the ball 1-8 also moves in the right direction while rolling.
  • the movement amount of the ball 1-8 is 1 ⁇ 2 of the movement amount of the carriage 3.
  • the shaded balls 2-7 are effective balls that receive a load acting on the carriage 3. Since there are three effective balls 2-4 and 5-7 which receive loads on the left and right respectively with respect to the center 3c of the carriage 3, the carriage 3 does not tilt in the pitching direction. However, when the effective ball 2-7 receives a load, the effective ball 2-7 is compressed, and the carriage 3 is displaced radially downward as indicated by an arrow A2. Note that crowning 3d is applied to both ends of the carriage 3, and the balls 1 and 8 are not subjected to a load.
  • the larger the number of effective balls for example, the number of effective balls changes from 18 to 19 than when the number of effective balls changes from 6 to 7. If you are smaller.
  • three ball rows 17, 18, and 19 are arranged on the load path, and each second ball 18a is shifted in the length direction with respect to each first ball 17a, and each second ball 18a is moved to each second ball 18a.
  • the number of effective balls that contribute to the reduction of waving can be considered to have increased despite the length of the same load path C1. Therefore, it is possible to reduce the waving, and thus to improve the accuracy of the guidance of the motion guide device 1.
  • the second balls 18a are shifted by P / 3 in the length direction with respect to the first balls 17a, and the third balls with respect to the second balls 18a. Since 19a is shifted by P / 3, the first ball 17a, the second ball 18a, and the third ball 19a appear on the load path C1 at an equal pitch without overlapping, and enter the load path C1 at an equal pitch. For this reason, waving can be reduced more. Similarly, when the ball row is n rows, the waving can be further reduced by shifting by P / n.
  • the ball pitch of the first ball row 17, the ball pitch of the second ball row 18, and the ball pitch of the third ball row 19 are made equal, the first ball 17 a, the second ball pitch 17 over the entire length of the load path C 1.
  • the balls 18a and the third balls 19a appear at an equal pitch without overlapping. For this reason, waving can be reduced more.
  • the front end of the band 15 is one end in the width direction in the U-shaped turn path C3. It is gradually curved from the portion (lower end in FIG. 4) toward the other end (upper end in FIG. 4). For this reason, the band 15 can be smoothly curved in the turn path C3.
  • the carriage 3 of the motion guide device 1 is provided with four load paths C1 so as to receive loads in the vertical direction and the horizontal direction.
  • load paths C1 By arranging three rows of ball rows 17, 18, and 19 in each load path C1, and shifting the balls 17a, 18a, and 19a as described above, it is considered that a large number of small diameter balls are arranged in each load path C1. Therefore, it is possible to achieve both high accuracy and high rigidity of the guidance of the motion guide device 1.
  • FIG. 7 shows a modification of the ball retainer 11 of the first embodiment.
  • the first to third ball rows 17, 18, and 19 are arranged in order toward the.
  • the first ball row 17, the third ball row 19, and the second ball row 18 can be arranged in this order.
  • the second ball row 18, the first ball row 17, and the third ball row 19 may be arranged in this order.
  • the third ball row 19, the first ball row 17, and the second ball row 18 may be arranged in this order.
  • the second ball row 18, the third ball row 19, and the first ball row 17 can be arranged in this order.
  • the third ball row 19, the second ball row 18, and the first ball row 17 can be arranged in this order.
  • each second ball 18a is shifted by P / 3 in the length direction with respect to each first ball 17a
  • each third ball 19a is shifted in the length direction by P / 3 with respect to each second ball 18a. It is 3 off.
  • the arrangement pattern of the first to third ball rows 17, 18, 19 is 3! If there is no difference between the front and back of the ball retainer 11, the arrangement pattern of the first to third ball rows 17, 18, 19 is 3! /
  • FIG. 8 shows a ball retainer 31 according to the second embodiment of the present invention.
  • four rows of ball rows 33-36 are arranged on the band 32 of the ball retainer 31.
  • the four ball rows 33-36 are a first ball row 33, a second ball row 34, a third ball row 35, and a fourth ball row 36 in order from one end to the other end in the width direction.
  • the distances in the width direction between adjacent ball rows 33-36 are all equal.
  • Spacers 37 are interposed between the balls of each ball row 33-36, and the ball pitch of each ball row 33-36 is kept constant. Both ends of the band 32 are formed in a four-step shape complementary to each other.
  • FIG. 9 shows an enlarged plan view of the ball retainer 31.
  • Each second ball 34a is displaced by P / 4 in the length direction of the band 32 with respect to each first ball 33a.
  • P is the ball pitch of the first ball row 33.
  • each third ball 35a is shifted by P / 4 in the length direction of the band 32 with respect to each second ball 34a
  • each fourth ball 36a is in the length direction of the band 32 with respect to each third ball 35a. Is shifted by P / 4.
  • there is no completely overlapping ball in the width direction and the first ball 33a, the second ball 34a, the third ball 35a, and the fourth ball 36a are P in the length direction of the band 32. It appears in turn with a period of / 4.
  • FIG. 11 shows a modified example of the ball retainer 31 of the second embodiment.
  • the arrangement of the first to fourth ball rows 33-36 is not limited to that shown in FIG. FIG. 11 shows an example in which the first ball row 33, the fourth ball row 36, the second ball row 34, and the third ball row 35 are arranged from one end in the width direction of the ball retainer 31 toward the other end.
  • the arrangement pattern of the first to fourth ball rows 33-36 is 4! If there is no difference between the front and back of the ball retainer 31, the arrangement pattern of the first to fourth ball rows 33-36 is 4! /
  • FIG. 12 shows a motion guide apparatus 41 according to the second embodiment of the present invention. Since the basic structure of the motion guide device 41 of the second embodiment is the same as that of the motion guide device 1 of the first embodiment, the same reference numerals are given and description thereof is omitted.
  • the movement guide device 41 of the second embodiment is also provided with a total of four circulation paths 4. Each circulation path 4 incorporates a ball retainer 42 in which two rows of ball rows are arranged.
  • FIG. 13 shows the ball retainer 42.
  • a spacer 45 is interposed between the first balls 43a of the first ball row 43, and the ball pitch of the first ball row 43 is kept constant.
  • Spacers 45 are also interposed between the second balls 44a of the second ball row 44, and the ball pitch of the second ball row 44 is kept constant.
  • the diameter of the first ball 43a and the diameter of the second ball 44a are equal, and the ball pitch of the first ball row 43 and the ball pitch of the second ball row 44 are equal.
  • the band 46 is divided into three by two ball rows 43 and 44. That is, a side band 47 protruding outward in the width direction from the first ball row 43, a wavy intermediate band 48 between the first ball row 43 and the second ball row 44, and a width direction from the second ball row 44 And a side band 49 protruding outward.
  • the intermediate ball 48 makes the first ball 43a and the second ball 44a non-contact.
  • the second balls 44a are shifted by P / 2 in the length direction of the band 46 with respect to the first balls 43a.
  • P is the ball pitch of the first ball row 43.
  • FIG. 13 (b) there is no completely overlapping ball in the width direction view, and the first ball 43a and the second ball 44a appear in the order of P / 2 in the length direction of the band 46.
  • waving can be reduced by shifting each second ball 44a in the length direction of the band 46 with respect to each first ball 43a.
  • the spacer 45 is interposed between the first balls 43a, the spacer 45 is interposed between the second balls 44a, and the first ball 43a and the second ball 44a are brought into non-contact by the intermediate band 48.
  • the amount of displacement of each second ball 44a with respect to the ball 43a can be kept constant, and the first ball 43a and the second ball 44a can be smoothly circulated.
  • FIG. 14A shows Comparative Example 1 when the first balls 17a ′, the second balls 18a ′, and the third balls 19a ′ are arranged side by side.
  • the first balls 17a ′, the second balls 18a ′, and the third balls 19a ′ are completely overlapped when the ball retainer 11 ′ is viewed in the width direction.
  • FIG. 14B each first ball 17a ′′ and each second ball 18a ′′ are shifted by P / 2 in the length direction, and each second ball 18a ′′ and each third ball 19a ′′ are moved.
  • the comparative example 2 shifted by P / 2 in the length direction is shown.
  • each first ball 17a ′′ matches the position in the length direction of each third ball 19a ′′.
  • the first balls 17a and the second balls 18a are shifted by P / 3 in the length direction
  • the second balls 18a and the third balls 19a are shifted by P / 3 in the length direction. Examples of the present invention will be described.
  • Table 1 shows the analysis conditions. In Comparative Example 1, Comparative Example 2, and Example of the present invention, analysis conditions were made common as shown in Table 1.
  • FIG. 15 is a graph showing analysis results of waving in the radial direction and the pitching direction.
  • the horizontal axis of the graph is the crowning length.
  • the graph shows the waving value when the crowning length is continuously changed.
  • the waving value can be reduced to about 1/7 as compared with Comparative Example 1 indicated by (a) in the graph, and Comparative Example 2 indicated by (b) in the graph.
  • the waving value can be reduced to about 1/4.
  • the waving value of the comparative example 2 is reduced. This is because in the comparative example 2, it can be considered that each first ball 17a ′′ and each second ball 18a ′′ are displaced and the number of effective balls is doubled.
  • each first ball 17a, each second ball 18a, and each third ball 19a are displaced from each other, so that the number of effective balls can be regarded as being tripled.
  • the waving value can be reduced to about 1/4.
  • the unit of the vertical axis in FIG. 15 is nm. It is epoch-making that the waving value can be substantially eliminated at all crowning lengths as in the present invention example.
  • each second ball is shifted in the length direction with respect to each first ball
  • each third ball is shifted in the length direction with respect to each second ball.
  • it can also be shifted as described above in part of the length direction of the ball retainer. If a part of the length of the ball retainer is shifted as described above, even if the other portion of the length of the ball retainer (for example, the end of the length of the ball retainer or the length of the ball retainer Even if the positions of the first ball to the third ball coincide with each other in the center portion, the waving of the carriage 3 can be reduced.
  • each second ball is shifted by P / n in the length direction with respect to each first ball
  • each third ball is shifted by P / n with respect to each second ball. It is not limited to. If each second ball is displaced in the length direction with respect to each first ball and each third ball is displaced in the length direction with respect to each first ball and each second ball, the waving of the carriage can be reduced. .
  • the diameter of the first ball, the diameter of the second ball, and the diameter of the third ball are equal to each other, the ball pitch of the first ball row, the ball pitch of the second ball row, and the ball of the third ball row.
  • the pitches are equal to each other, at least one of the diameter of the first ball, the diameter of the second ball, and the diameter of the third ball may be different.
  • at least one of the ball pitch of the first ball row, the ball pitch of the second ball row, and the ball pitch of the third ball row can be made different.
  • the least common multiple of the ball pitch of the first ball row, the ball pitch of the second ball row, and the ball pitch of the third ball row be equal to or greater than the total length of the ball retainer. This is because the positions in the length direction of the first ball to the third ball are not matched.
  • the first ball, the second ball, and the third ball appear in order from one end to the other end in the length direction of the ball retainer.
  • the ball retainer 11 of FIG. It is also possible to eliminate the second ball at the left end, dispose it at the right end of the ball retainer 11, eliminate the third ball at the left end of the ball retainer 11, and dispose these at the right end of the ball retainer 11. By doing so, the slopes of the stepped ends of the band 15 become sharper and the band 15 can be easily bent by the U-shaped turn path C3.
  • each third ball (each third rolling element), 36a ... each fourth ball (each fourth rolling element), P ... first ball Pitch (first rolling element pitch), 41 ... motion guide device, 42 ... ball retainer (double row rolling) Accommodation band), 43-44 ... two rows of ball rows (two rows of rolling element rows), 43 ... first ball row (first rolling body row), 44 ... second ball row (second rolling element row), 43a ... Each first ball (each first rolling element), 44a ... Each second ball (each second rolling element), 45 ... Spacer

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Abstract

案内の高精度化を図ることができる複列転動体収容バンドを提供する。 少なくとも３列の転動体列（１７）－（１９）をバンド（１５）に並べる。第１転動体列（１７）の各第１転動体（１７ａ）に対して第２転動体列（１８）の各第２転動体（１８ａ）をバンド（１５）の長さ方向にＰ／ｎずらす。第２転動体列（１８）の各第２転動体（１８ａ）に対して第３転動体列（１９）の各第３転動体（１９ａ）をバンド（１５）の長さ方向にＰ／ｎずらす。ここで、Ｐは第１転動体（１７ａ）間のピッチ、ｎは列数である。

Description

複列転動体収容バンド及び運動案内装置
　本発明は、運動案内装置のキャリッジの循環路に組み込まれる複列転動体収容バンド及び運動案内装置に関する。
　運動案内装置は、ボール、ローラ等の転動体の転がり運動を利用して、テーブル等の可動体の運動を案内する。運動案内装置は、案内レールと、案内レールに沿って相対移動するキャリッジと、を備える。案内レールとキャリッジとの間には、ボール、ローラ等の複数の転動体が転がり運動可能に介在する。キャリッジには、転動体を循環させる循環路が設けられる。案内レールに沿ってキャリッジが相対移動すると、転動体が循環路を循環する。
　案内レールとキャリッジとの間を転がる転動体は、同一方向に転がる。進行方向の前後の転動体が擦れ合って、転動体の円滑な転がりを妨げるのを防止するために、転動体間にスペーサを介在させ、スペーサをバンドで一連に連結した転動体収容バンドが提案されている（特許文献１参照）。
特開２００８－２４９０４３号公報
　転動体の転がり運動を利用する転がり案内には、静圧案内、すなわち案内面に油等の流体を供給して可動体を浮上させ、流体の低粘性を利用して可動体を案内する方式に比べて、案内の剛性が高いという長所がある。このため、近年、精密加工機、高精度マシニングセンタ、半導体製造装置等の機械でも、静圧案内に代わって転がり案内が用いられつつある。このような機械に転がり案内装置を用いるにあたって、可動体をいかに高精度に案内するかが課題になってくる。
　転動体の径を小さくし、案内レールとキャリッジとの間の転動体の数を増加させれば、転動体を疑似的に静圧案内の油膜とみなすことができ、案内の高精度化を図ることができる。しかし、転動体の径を小さくするのには、製作上の限界がある。
　そこで、本発明は、案内の高精度化を図ることができる複列転動体収容バンド、及びこの複列転動体収容バンドが組み込まれた運動案内装置を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明の一態様は、少なくとも３列の転動体列がバンドに並べられており、前記バンドの長さ方向の少なくとも一部において、第１転動体列の各第１転動体に対して第２転動体列の各第２転動体が前記バンドの前記長さ方向にずれており、前記各第１転動体及び前記各第２転動体に対して第３転動体列の各第３転動体が前記バンドの前記長さ方向にずれている複列転動体収容バンドである。
　本発明の他の態様は、案内レールと、前記案内レールに相対移動可能に組み付けられるキャリッジと、前記キャリッジの循環路に組み込まれる複列転動体収容バンドと、を備え、運動案内装置を水平面に配置した状態の前記キャリッジの正面視において、前記キャリッジの左右に上下２つの、合計四つの前記循環路が設けられ、各循環路に前記複列転動体収容バンドが組み込まれ、２列の転動体列が前記複列転動体収容バンドに並べられており、前記複列転動体収容バンドの長さ方向の少なくとも一部において、第１転動体列の各第１転動体に対して第２転動体列の各第２転動体が、前記第１転動体間にスペーサを介在させ、前記第２転動体間にスペーサを介在させ、且つ前記第１転動体と前記第２転動体とを非接触にした状態で、前記複列転動体収容バンドの前記長さ方向にずれている運動案内装置である。
　本発明によれば、バンドの幅方向視において、各転動体列の転動体が完全には重ならないので、あたかもキャリッジのウェービングの低減に寄与する転動体の数が増加したとみなすことができる。したがって、キャリッジのウェービングの低減、ひいては案内の高精度化を図ることができる。
本発明の第１の実施形態の運動案内装置の断面図である。 図１のII-II線断面図である。 本発明の第１の実施形態のボールリテーナの４面図である（図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は正面図、図３（ｃ）は底面図、図３（ｄ）は左側面図）。 本実施形態のボールリテーナの拡大平面図である。 本実施形態のボールリテーナの拡大正面図である。 ウェービングの発生原理を説明する図である。 本実施形態のボールリテーナの変形例の平面図である。 本発明の第２の実施形態のボールリテーナの４面図である（図８（ａ）は平面図、図８（ｂ）は正面図、図８（ｃ）は底面図、図８（ｄ）は左側面図）。 本実施形態のボールリテーナの拡大平面図である。 本実施形態のボールリテーナの拡大正面図である。 本実施形態のボールリテーナの変形例の平面図である。 本発明の第２の実施形態の運動案内装置の斜視図（一部断面図を含む）である。 本実施形態の運動案内装置に組み込まれるリテーナを示す図である（図１３（ａ）は平面図、図１３（ｂ）は正面図）。 解析で使用したリテーナの平面図である（図１４（ａ）が比較例１、図１４（ｂ）が比較例２、図１４（ｃ）が本発明例）。 ウェービングの解析結果を示すグラフである（図１５（ａ）がラジアル方向のウェービングを示し、図１５（ｂ）がピッチング方向のウェービングを示す）。
　以下、添付図面に基づいて、本発明の実施形態の複列転動体収容バンドを説明する。ただし、本発明の複列転動体収容バンドは種々の形態で具体化することができ、本明細書に記載される実施形態に限定されるものではない。本実施形態は、明細書の開示を十分にすることによって、当業者が発明の範囲を十分に理解できるようにする意図をもって提供されるものである。
　（第１の実施形態の複列転動体収容バンド、第１の実施形態の運動案内装置）
　図１及び図２は、本発明の第１の実施形態の複列転動体収容バンドとしてのボールリテーナ１１を組み込んだ運動案内装置１を示す。図１は、案内レール２に直交する平面で切断した運動案内装置１の断面図である。図２は、図１のII-II線断面図である。
　なお、図１に示す第１の実施形態の運動案内装置１と図１２に示す第２の実施形態の運動案内装置４１とは、ボールリテーナ１１に３列のボール列が設けられるかボールリテーナ４２に２列のボール列が設けられるかで相違するものの、案内レール２及びキャリッジ３の基本構造は略同一である。図１の第１の実施形態の運動案内装置１を説明するにあたって、図１２も参照しつつ説明する。また、説明の便宜上、運動案内装置１を水平面に配置し、運動案内装置１を正面視したときの方向、すなわち図１、図１２の上下、左右、前後を用いて運動案内装置１の構成を説明する。もちろん、運動案内装置１の配置はこれに限られるものではない。
　図１に示すように、運動案内装置１は、案内レール２と、案内レール２に相対移動可能に組み付けられるキャリッジ３と、を備える。キャリッジ３の左右には、上下２つのトラック状の循環路４が設けられる（図１２参照）。各循環路４には、ボールリテーナ１１が収容される。
　案内レール２は前後方向に長い。案内レール２の左右には上下２つの、合計４つの転動体転走溝としてのボール転走溝５が形成される。ボール転走溝５の断面形状は、３つの円弧２ａ，２ａ，２ａを組み合わせた形状である。３つの円弧２ａ，２ａ，２ａは、ボール６の半径よりも僅かに大きな半径を持つ。案内レール２には、案内レール２をベース等に取り付けるための通し孔２ｂが開けられる。
　図２に示すように、キャリッジ３は、キャリッジ本体７と、キャリッジ本体７の相対移動方向の両端面に取り付けられるインナープレート８と、キャリッジ本体７の両端面にインナープレート８を覆うように取り付けられるエンドプレート９と、を備える（図１２も参照）。
　図１に示すように、キャリッジ本体７は、断面視において逆Ｕ字状であり、案内レール２の上面に対向する中央部７ａと、案内レール２の側面に対向する左右の袖部７ｂと、を有する。キャリッジ本体７の袖部７ｂには、案内レール２のボール転走溝５に対向する転動体転走溝としての負荷ボール転走溝１０が形成される。負荷ボール転走溝１０の断面形状は、３つの円弧７ｃ，７ｃ，７ｃを組み合わせた形状である。３つの円弧７ｃ，７ｃ，７ｃは、ボール６の半径よりも僅かに大きな半径を持つ。
　図２に示すように、各循環路４は、直線状の負荷路Ｃ１と、負荷路Ｃ１と略平行な直線状の戻し路Ｃ２と、負荷路Ｃ１と戻し路Ｃ２とを接続するＵ字状のターン路Ｃ３と、を備える。
　負荷路Ｃ１は、キャリッジ本体７の負荷ボール転走溝１０と案内レール２のボール転走溝５との間に形成される。図１に示すように、キャリッジ本体７の袖部７ｂには、負荷ボール転走溝１０と平行に３つの円弧を組み合わせた形状の貫通孔１２が形成される。貫通孔１２には、戻し路Ｃ２を形成し、貫通孔１２に形状を合わせた戻し路構成部材１３が挿入される。戻し路Ｃ２の断面形状は、ボール６の直径よりも僅かに大きな直径を持ち、互いに重なる３つの円を基礎とする。
　図２に示すように、ターン路Ｃ３は、インナープレート８とエンドプレート９との間に形成される。インナープレート８は、正面視において逆Ｕ字状であり、案内レール２の上面に対向する中央部８ａと、案内レール２の側面に対向する左右一対の袖部８ｂと、を有する（図１２参照）。インナープレート８の袖部８ｂには、ターン路Ｃ３の内周側が形成される。エンドプレート９も、正面視において逆Ｕ字状であり、案内レール２の上面に対向する中央部９ａと、案内レール２の側面に対向する左右一対の袖部９ｂと、を有する（図１２参照）。エンドプレート９には、ターン路Ｃ３の外周側が形成される。
　図３は、本実施形態のボールリテーナ１１の４面図を示す。図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は正面図、図３（ｃ）は底面図、図３（ｄ）は左側面図である。背面図は正面図と同一であり、右側面図は左側面図と同一である。なお、以下のボールリテーナ１１の説明において、図３（ａ）に示す幅方向及び長さ方向、図３（ｂ）に示す厚さ方向を用いて、ボールリテーナ１１の構成を説明する。
　図３（ａ）に示すように、ボールリテーナ１１のバンド１５には、３列のボール列１７，１８，１９が並べられる。ボール列は、幅方向の一端から他端に向かって順番に第１ボール列１７、第２ボール列１８、第３ボール列１９である。各ボール列１７，１８，１９の各ボール１７ａ，１８ａ，１９ａ間には、略短円柱状のスペーサ２０が介在していて、各ボール列１７，１８，１９のボールピッチは一定に保たれる。スペーサ２０の両端部には、第１ないし第３ボール１７ａ，１８ａ，１９ａの形状に合わせた球面状凹部が形成される。第１ボール列１７の第１ボール１７ａの直径、第２ボール列１８の第２ボール１８ａの直径、及び第３ボール列１９の第３ボール１９ａの直径は、互いに等しい。第１ボール列１７のボールピッチ、第２ボール列１８のボールピッチ、第３ボール列１９のボールピッチも、互いに等しい。
　図３（ａ）に示すように、第１ボール列１７の各第１ボール１７ａに対して第２ボール列１８の各第２ボール１８ａは、バンド１５の長さ方向にずれている。各第１ボール１７ａ及び各第２ボール１８ａに対して第３ボール列１９の各第３ボール１９ａは、バンド１５の長さ方向にずれている。言い換えれば、バンド１５の長さ方向に最も近接する第１ボール１７ａ、第２ボール１８ａ、第３ボール１９ａの位置が、互いに長さ方向にずれている。
　図３（ｂ）に示すように、幅方向視（言い換えれば正面視）において、各第１ボール１７ａ、各第２ボール１８ａ、各第３ボール１９ａが完全に重なることはない（図５も参照）。ただし、各第１ボール１７ａの一部、各第２ボール１８ａの一部、及び各第３ボール１９ａの一部は、互いに重なる。
　図３（ａ）に示すように、バンド１５は、平面視で横長長方形状に形成される。バンド１５には、３列のボール列１７，１８，１９を収容するための３列の円形の開口部列１５ａ，１５ｂ，１５ｃが形成される。３列の開口部列１５ａ，１５ｂ，１５ｃの開口部間には、３列のスペーサ列２０ａ，２０ｂ，２０ｃが設けられる。第１スペーサ列２０ａの各第１スペーサ２０に対して第２スペーサ列２０ｂの各第２スペーサ２０がバンド１５の長さ方向にずれている。第１スペーサ列２０ａの各第１スペーサ２０及び第２スペーサ列２０ｂの各第２スペーサ２０に対して第３スペーサ列２０ｃの各第３スペーサ２０がバンド１５の長さ方向にずれている。スペーサ２０とバンド１５とは一体に樹脂成形されていて、３列のスペーサ列２０ａ，２０ｂ，２０ｃはバンド１５によって一連に連結される。トラック状の循環路４を循環できるように、バンド１５は可撓性を持つ。
　バンド１５は、３列のボール列１７，１８，１９及び３列のスペーサ列２０ａ，２０ｂ，２０ｃによって４つに区画される。すなわち、第１ボール列１７から幅方向の外側に突出するサイドバンド２１と、第１ボール列１７と第２ボール列１８との間の波状の第１中間バンド２２と、第２ボール列１８と第３ボール列１９との間の波状の第２中間バンド２３と、第３ボール列１９から幅方向の外側に突出するサイドバンド２４と、に区画される。第１中間バンド２２によって第１ボール１７ａと第２ボール１８ａとは非接触になる。第２中間バンド２３によって第２ボール１８ａと第３ボール１９ａとは非接触になる。第１ボール列１７と第２ボール列１８との間の間隔は、第２ボール列１８と第３ボール列１９との間隔に等しい。
　バンド１５の長さ方向の両端部は、階段状に形成される。循環路４には１本又は複数本のボールリテーナ１１が組み込まれる。１本のボールリテーナ１１の両端部を繋げたとき、又は隣り合うボールリテーナ１１を繋げたときに、繋ぎ目でも第１ボール列１７のボールピッチ、第２ボール列１８のボールピッチ、第３ボール列１９のボールピッチが略一定になるように、バンド１５の両端部は相補的な階段状に形成される。
　図４は、ボールリテーナ１１の拡大平面図を示す。各第１ボール１７ａに対して各第２ボール１８ａは、バンド１５の長さ方向（より正確にいえば長さ方向の一方向、すなわち図４の右方向）にＰ／３ずれている。Ｐは第１ボール列１７のボールピッチである。同様に各第２ボール１８ａに対して各第３ボール１９ａはバンド１５の長さ方向にＰ／３ずれている。このため、図５の正面図に示すように、幅方向視において、完全に重なるボール６は無く、バンド１５の長さ方向に第１ボール１７ａ、第２ボール１８ａ、第３ボール１９ａがＰ／３の周期で順番に現れる。
　各第１ボール１７ａに対して各第２ボール１８ａを長さ方向にずらし、各第２ボール１８ａに対して各第３ボール１９ａをずらすことで、キャリッジ３のウェービングを低減できる。以下にこの理由を説明する。ウェービングとは、キャリッジ３がストロークをするときにキャリッジ３とボール６の相対位置が変化するため、それに伴いキャリッジ３内の有効ボールの数や力のバランスが変化し、微小なラジアル方向の変位やピッチング方向の傾きが生ずることをいう。
　図６は、ウェービングの発生原理を説明する図である。２は案内レール、３はキャリッジ、１－８は案内レール２とキャリッジ３との間の負荷路を転がるボールである。Ｓｔはキャリッジ３のストローク量、Ｉは有効ボールの数、Ｐはボールピッチ、白抜きの矢印Ａ１はキャリッジ３に働く荷重、矢印Ａ２はキャリッジ３のラジアル方向への変位、矢印Ａ３はキャリッジ３のピッチング方向（時計方向）への傾き、矢印Ａ４はキャリッジ３のピッチング方向（反時計方向）への傾きである。
　Ｓ１からＳ５は、キャリッジ３が右方向にストロークするときの状態を示す。キャリッジ３の右側のＳｔはキャリッジ３のストローク量を表す。Ｉは有効ボールの数を表す。キャリッジ３の右方向の移動に伴って、ボール１－８も転がりながら右方向に移動する。ボール１－８の移動量は、キャリッジ３の移動量の１／２である。
　Ｓｔ＝０であるＳ１のとき、キャリッジ３の中心３ｃを境に左右それぞれに４つのボールがある。ボール１－８のうち、斜線を付したボール２－７がキャリッジ３に働く荷重を受ける有効ボールである。キャリッジ３の中心３ｃを境に左右それぞれに荷重を受ける等しい数の、ここでは３つの有効ボール２－４，５－７が存在するので、キャリッジ３はピッチング方向に傾くことはない。ただし、有効ボール２－７が荷重を受けると、有効ボール２－７が圧縮され、矢印Ａ２で示すように、キャリッジ３はラジアル下方向に変位する。なお、キャリッジ３の両端部にはクラウニング３ｄが施されていて、ボール１，８は荷重を受けていない。
　Ｓｔ＝０．５ＰであるＳ２のとき、Ｓ１のときと同様に、有効ボール２－７がキャリッジ３に働く荷重を受けるので、キャリッジ３はラジアル下方向に変位したままである。Ｓ２のとき、キャリッジ３の中心３ｃよりも左側の有効ボール５－７がキャリッジ３の中心よりも右側の有効ボール２－４よりもキャリッジ３の中心から僅かに離れる。このため、有効ボール２－７の反力によるモーメントバランスがとれなくなり、キャリッジ３は矢印Ａ３で示すようにピッチング方向（時計方向）に僅かに傾く。
　Ｓｔ＝１．０ＰであるＳ３のとき、ボール１が有効ボールに変わり、有効ボールの数Ｉが７になる。有効ボールの数Ｉが６から７に増えるので、矢印Ａ２で示すように、キャリッジ３のラジアル下方向への変位が少なくなる。有効ボール１－７はキャリッジ３の中心３ｃを境に左右対称に存在するので、キャリッジ３はピッチング方向に傾いていない。
　Ｓｔ＝１．５ＰであるＳ４のとき、有効ボールであったボール７が荷重を受けないボール７に変わり、有効ボールの数Ｉが６になる。このため、矢印Ａ２で示すように、キャリッジ３のラジアル下方向への変位はＳ３のときよりも大きくなる。このとき、キャリッジ３の中心３ｃよりも右側の有効ボール１－３がキャリッジ３の中心３ｃよりも左側の有効ボール４－６よりもキャリッジ３の中心から僅かに離れる。有効ボール１－６の反力によるモーメントバランスがとれなくなり、矢印Ａ４で示すように、キャリッジ３はピッチング方向（反時計方向）に僅かに傾く。
　Ｓｔ＝２．０ＰであるＳ５のとき、キャリッジ３はＳ１の初期状態に戻る。このように、キャリッジ３は、２ｋＤａの周期で微小なラジアル方向の変位やピッチング方向の傾きを繰り返す。
　キャリッジ３のラジアル方向の変位やピッチング方向の傾きは、有効ボールの数が多ければ多いほど、例えば有効ボールの数が６から７に変化する場合よりも、有効ボールの数が１８から１９に変化する場合の方が小さい。本実施形態のように、負荷路に３列のボール列１７，１８，１９を配置し、各第１ボール１７ａに対して各第２ボール１８ａを長さ方向にずらし、各第２ボール１８ａに対して各第３ボール１９ａをずらすことで、同一の負荷路Ｃ１の長さであるにも関わらず、あたかもウェービングの低減に寄与する有効ボールの数が増加したとみなすことができる。したがって、ウェービングの低減、ひいては運動案内装置１の案内の高精度化を図ることができる。
　また、ボール列１７，１８，１９が３列のとき、各第１ボール１７ａに対して各第２ボール１８ａを長さ方向にＰ／３ずらし、各第２ボール１８ａに対して各第３ボール１９ａをＰ／３ずらすので、第１ボール１７ａ、第２ボール１８ａ、第３ボール１９ａが重なることなく等ピッチで負荷路Ｃ１に現れ、かつ等ピッチで負荷路Ｃ１に進入する。このため、よりウェービングを低減することができる。同様にボール列がｎ列のとき、Ｐ／ｎずつずらすことで、よりウェービングを低減することができる。
　さらに、第１ボール列１７のボールピッチ、第２ボール列１８のボールピッチ、及び第３ボール列１９のボールピッチを等しくするので、負荷路Ｃ１の全長に渡って、第１ボール１７ａ、第２ボール１８ａ、第３ボール１９ａが重なることなく等ピッチで現れる。このため、よりウェービングを低減することができる。
　バンド１５の幅方向に順番に第１ボール列１７、第２ボール列１８、及び第３ボール列１９を配置するので、Ｕ字状のターン路Ｃ３において、バンド１５の先端部が幅方向の一端部（図４の下端部）から他端部（図４の上端部）に向かって徐々に湾曲する。このため、ターン路Ｃ３でバンド１５を円滑に湾曲させることができる。
　運動案内装置１のキャリッジ３には、上下方向及び左右方向の荷重を受けられるように四つの負荷路Ｃ１が設けられる。各負荷路Ｃ１に３列のボール列１７，１８，１９を配置し、上記のように各ボール１７ａ，１８ａ，１９ａをずらすことで、各負荷路Ｃ１に小径のボールを多数配置したとみなすことができ、運動案内装置１の案内の高精度化と高剛性化とを両立できる。
　図７は、第１の実施形態のボールリテーナ１１の変形例を示す。第１の実施形態では、図７（ａ）に示すように、ボールリテーナ１１の幅方向の一端部（図７（ａ）の下端部）から他端部（図７（ａ）の上端部）に向かって順番に第１ないし第３ボール列１７，１８，１９が配置されている。これを図７（ｂ）に示すように、第１ボール列１７、第３ボール列１９、第２ボール列１８の順番で配置することもできる。図７（ｃ）に示すように、第２ボール列１８、第１ボール列１７、第３ボール列１９の順番で配置することもできる。図７（ｄ）に示すように、第３ボール列１９、第１ボール列１７、第２ボール列１８の順番で配置することもできる。図７（ｅ）に示すように、第２ボール列１８、第３ボール列１９、第１ボール列１７の順番で配置することもできる。図７（ｆ）に示すように、第３ボール列１９、第２ボール列１８、第１ボール列１７の順番で配置することもできる。いずれの場合でも、各第１ボール１７ａに対して各第２ボール１８ａは長さ方向にＰ／３ずれていて、各第２ボール１８ａに対して各第３ボール１９ａは長さ方向にＰ／３ずれている。ボールリテーナ１１の裏表を区別する場合、第１ないし第３ボール列１７，１８，１９の配置パターンは３！通りあり、ボールリテーナ１１の裏表を区別しない場合、第１ないし第３ボール列１７，１８，１９の配置パターンは３！／２通りある。
　（第２の実施形態のボールリテーナ）
　図８は、本発明の第２の実施形態のボールリテーナ３１を示す。この実施形態では、図８（ａ）に示すように、ボールリテーナ３１のバンド３２には、４列のボール列３３－３６が並べられる。４列のボール列３３－３６は、幅方向の一端から他端に向かって順番に第１ボール列３３、第２ボール列３４、第３ボール列３５、第４ボール列３６である。隣り合うボール列３３－３６間の幅方向の距離は、全て等しい。各ボール列３３－３６のボール間には、スペーサ３７が介在していて、各ボール列３３－３６のボールピッチは一定に保たれる。バンド３２の両端部は、互いに相補的な４段の階段状に形成される。
　図９は、ボールリテーナ３１の拡大平面図を示す。各第１ボール３３ａに対して各第２ボール３４ａは、バンド３２の長さ方向にＰ／４ずれている。Ｐは第１ボール列３３のボールピッチである。同様に各第２ボール３４ａに対して各第３ボール３５ａはバンド３２の長さ方向にＰ／４ずれていて、各第３ボール３５ａに対して各第４ボール３６ａはバンド３２の長さ方向にＰ／４ずれている。このため、図１０に示すように、幅方向視において、完全に重なるボールは無く、バンド３２の長さ方向に第１ボール３３ａ、第２ボール３４ａ、第３ボール３５ａ、第４ボール３６ａがＰ／４の周期で順番に現れる。このように４列のボール列３３－３６を配置することで、３列のボール列１７－１９を配置する場合に比べて、有効ボールの数を４／３倍に増やすことができ、よりウェービングを低減することができる。
　図１１は、第２の実施形態のボールリテーナ３１の変形例を示す。第１ないし第４ボール列３３－３６の配置は図９に示すものに限られることはない。図１１には、ボールリテーナ３１の幅方向の一端から他端に向かって、第１ボール列３３、第４ボール列３６、第２ボール列３４、第３ボール列３５を配置した例を示す。ボールリテーナ３１の裏表を区別する場合、第１ないし第４ボール列３３－３６の配置パターンは４！通りあり、ボールリテーナ３１の裏表を区別しない場合、第１ないし第４ボール列３３－３６の配置パターンは４！／２通りある。
　（第２の実施形態の運動案内装置）
　図１２は、本発明の第２の実施形態の運動案内装置４１を示す。第２の実施形態の運動案内装置４１の基本構造は、第１の実施形態の運動案内装置１と同一であるから、同一の符号を付してその説明を省略する。第２の実施形態の運動案内装置４１でも合計４つの循環路４が設けられる。各循環路４には、２列のボール列が並べられるボールリテーナ４２が組み込まれる。
　図１３は、ボールリテーナ４２を示す。図１３（ａ）の平面図に示すように、第１ボール列４３の第１ボール４３ａ間には、スペーサ４５が介在していて、第１ボール列４３のボールピッチは一定に保たれる。第２ボール列４４の第２ボール４４ａ間にも、スペーサ４５が介在していて、第２ボール列４４のボールピッチは一定に保たれる。第１ボール４３ａの直径と第２ボール４４ａの直径とは等しく、第１ボール列４３のボールピッチと第２ボール列４４のボールピッチとは等しい。
　バンド４６は、２列のボール列４３，４４によって３つに区画される。すなわち、第１ボール列４３から幅方向の外側に突出するサイドバンド４７と、第１ボール列４３と第２ボール列４４との間の波状の中間バンド４８と、第２ボール列４４から幅方向の外側に突出するサイドバンド４９と、に区画される。中間バンド４８によって第１ボール４３ａと第２ボール４４ａとは非接触になる。
　各第１ボール４３ａに対して各第２ボール４４ａは、バンド４６の長さ方向にＰ／２ずれている。Ｐは第１ボール列４３のボールピッチである。図１３（ｂ）に示すように、幅方向視において、完全に重なるボールは無く、バンド４６の長さ方向に第１ボール４３ａ、第２ボール４４ａがＰ／２の周期で順番に現れる。このように、各第１ボール４３ａに対して各第２ボール４４ａをバンド４６の長さ方向にずらすことで、ウェービングを低減することができる。
　また、第１ボール４３ａ間にスペーサ４５を介在させ、第２ボール４４ａ間にスペーサ４５を介在させ、第１ボール４３ａと第２ボール４４ａとを中間バンド４８によって非接触にするので、各第１ボール４３ａに対する各第２ボール４４ａのずれ量を一定に保つことができると共に、第１ボール４３ａ及び第２ボール４４ａを円滑に循環させることができる。
　図１４に示すように、ボールリテーナに３列のボール列を並べた場合のウェービングの解析を行った。図１４（ａ）は、各第１ボール１７ａ´、各第２ボール１８ａ´、各第３ボール１９ａ´を横並びにしたときの比較例１を示す。比較例１の場合、ボールリテーナ１１´の幅方向視において、各第１ボール１７ａ´、各第２ボール１８ａ´、各第３ボール１９ａ´は完全に重なる。図１４（ｂ）は、各第１ボール１７ａ´´と各第２ボール１８ａ´´とを長さ方向にＰ／２ずらし、各第２ボール１８ａ´´と各第３ボール１９ａ´´とを長さ方向にＰ／２ずらした比較例２を示す。この場合、各第１ボール１７ａ´´の長さ方向の位置と各第３ボール１９ａ´´の長さ方向の位置が一致する。図１４（ｃ）は、各第１ボール１７ａと各第２ボール１８ａとを長さ方向にＰ／３ずらし、各第２ボール１８ａと各第３ボール１９ａとを長さ方向にＰ／３ずらした本発明例を示す。
　解析条件を表１に示す。比較例１、比較例２、本発明例において、表１に示すように解析条件を共通にした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　図１５は、ラジアル方向、ピッチング方向のウェービングの解析結果を示すグラフである。グラフの横軸はクラウニング長さである。クラウニング長さを連続的に変化させたときのウェービング値をグラフ化している。
　グラフ中の（ｃ）で示す本発明例では、グラフ中の（ａ）で示す比較例１と比較してウェービング値を約１／７に低減でき、グラフ中の（ｂ）で示す比較例２と比較してもウェービング値を約１／４に低減できることがわかった。なお、比較例１に比べて比較例２のウェービング値が低減する。これは、比較例２では、各第１ボール１７ａ´´と各第２ボール１８ａ´´がずれていて、有効ボールの数が２倍になったとみなすことができるからである。本発明例では、各第１ボール１７ａ、各第２ボール１８ａ、各第３ボール１９ａが互いにずれているので、有効ボールの数が３倍になったとみなすことができ、比較例２よりもさらにウェービング値を約１／４に低減できる。図１５の縦軸の単位はｎｍである。本発明例のように、あらゆるクラウニング長さにおいて、ウェービング値を略無くすことができることは画期的なことである。
　なお、本発明は上記実施形態に限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲で種々に変更可能である。
　上記実施形態では、ボールリテーナの全長に渡って、各第１ボールに対して各第２ボールを長さ方向にずらし、各第２ボールに対して各第３ボールを長さ方向にずらしているが、ボールリテーナの長さ方向の一部において、上記のようにずらすこともできる。ボールリテーナの長さ方向の一部において、上記のようにずれていれば、たとえボールリテーナの長さ方向の他の部分（例えばボールリテーナの長さ方向の端部又はボールリテーナの長さ方向の中央部）において、第１ボールないし第３ボールの位置が一致していても、キャリッジ３のウェービングを低減できる。
　上記実施形態では、各第１ボールに対して各第２ボールを長さ方向にＰ／ｎずらし、各第２ボールに対して各第３ボールをＰ／ｎずらしているが、ずらす量はこれに限られることはない。各第１ボールに対して各第２ボールが長さ方向にずれ、各第１ボール及び各第２ボールに対して各第３ボールが長さ方向にずれていれば、キャリッジのウェービングを低減できる。
　上記実施形態では、第１ボールの直径、第２ボールの直径、及び第３ボールの直径が互いに等しく、第１ボール列のボールピッチ、第２ボール列のボールピッチ、及び第３ボール列のボールピッチが互いに等しいが、第１ボールの直径、第２ボールの直径、及び第３ボールの直径の少なくとも一つを異ならせることもできる。また、第１ボール列のボールピッチ、第２ボール列のボールピッチ、及び第３ボール列のボールピッチの少なくとも一つを異ならせることでもきる。ボールピッチの少なくとも一つを異ならせる場合、第１ボール列のボールピッチ、第２ボール列のボールピッチ、及び第３ボール列のボールピッチの最小公倍数がボールリテーナの全長以上になるのが望ましい。第１ボールないし第３ボールの長さ方向の位置を一致させないためである。
　上記実施形態では、ボールリテーナの長さ方向の一端から他端まで第１ボール、第２ボール、及び第３ボールが順番に現れるようにしているが、例えば図３（ａ）のボールリテーナ１１の左端の第２ボールを無くし、これをボールリテーナ１１の右端に配置し、ボールリテーナ１１の左端の第３ボールを無くし、これらをボールリテーナ１１の右端に配置することもできる。こうすれば、バンド１５の階段状の両端部の勾配がより鋭角になり、Ｕ字状のターン路Ｃ３でバンド１５を曲げ易くなる。
　上記実施形態では、転動体としてボールを使用した場合を説明したが、転動体としてローラを使用することもできる。
　本明細書は、２０１７年５月２３日出願の特願２０１７－１０１４２３に基づく。この内容はすべてここに含めておく。
　１…運動案内装置、４…循環路、２…案内レール、３…キャリッジ、１１，３１…ボールリテーナ（複列転動体収容バンド）、１５，３２…バンド、１７－１９，３３－３６…少なくとも３列のボール列（少なくとも３列の転動体列）、１７，３３…第１ボール列（第１転動体列）、１８，３４…第２ボール列（第２転動体列）、１９，３５…第３ボール列（第３転動体列）、２０，３７…スペーサ、３６…第４ボール列（第４転動体列）、１７ａ，３３ａ…各第１ボール（各第１転動体）、１８ａ，３４ａ…各第２ボール（各第２転動体）、１９ａ，３５ａ…各第３ボール（各第３転動体）、３６ａ…各第４ボール（各第４転動体）、Ｐ…第１ボールピッチ（第１転動体ピッチ）、４１…運動案内装置、４２…ボールリテーナ（複列転動体収容バンド）、４３－４４…２列のボール列（２列の転動体列）、４３…第１ボール列（第１転動体列）、４４…第２ボール列（第２転動体列）、４３ａ…各第１ボール（各第１転動体）、４４ａ…各第２ボール（各第２転動体）、４５…スペーサ

Claims (7)

  1. 　少なくとも３列の転動体列がバンドに並べられており、
    　前記バンドの長さ方向の少なくとも一部において、第１転動体列の各第１転動体に対して第２転動体列の各第２転動体が前記バンドの前記長さ方向にずれており、前記各第１転動体及び前記各第２転動体に対して第３転動体列の各第３転動体が前記バンドの前記長さ方向にずれている複列転動体収容バンド。
  2. 　前記各第１転動体に対して前記各第２転動体が前記長さ方向に実質的にＰ／ｎずれており、前記各第２転動体に対して前記各第３転動体が前記長さ方向に実質的にＰ／ｎずれていることを特徴とする請求項１に記載の複列転動体収容バンド。
    　ここで、Ｐは前記第１転動体列の第１転動体ピッチ、ｎは前記転動体列の列数。
  3. 　前記第１転動体列の第１転動体ピッチ、前記第２転動体列の第２転動体ピッチ、及び前記第３転動体列の第３転動体ピッチが、互いに実質的に等しいことを特徴とする請求項１又は２に記載の複列転動体収容バンド。
  4. 　前記バンドの幅方向に順番に前記第１転動体列、前記第２転動体列、及び前記第３転動体列が配置されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の複列転動体収容バンド。
  5. 　前記転動体列の列数が３又は４であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の複列転動体収容バンド。
  6. 　案内レールと、
    　前記案内レールに相対移動可能に組み付けられるキャリッジと、
    　前記キャリッジの循環路に組み込まれる請求項１ないし５のいずれか一項に記載の複列転動体収容バンドと、を備え、
    　運動案内装置を水平面に配置した状態の前記キャリッジの正面視において、前記キャリッジの左右に上下２つの、合計４つの前記循環路が設けられ、
    　各循環路に前記複列転動体収容バンドが組み込まれることを特徴とする運動案内装置。
  7. 　案内レールと、
    　前記案内レールに相対移動可能に組み付けられるキャリッジと、
    　前記キャリッジの循環路に組み込まれる複列転動体収容バンドと、を備え、
    　運動案内装置を水平面に配置した状態の前記キャリッジの正面視において、前記キャリッジの左右に上下２つの、合計４つの前記循環路が設けられ、
    　各循環路に前記複列転動体収容バンドが組み込まれ、
    　２列の転動体列が前記複列転動体収容バンドに並べられており、
    　前記複列転動体収容バンドの長さ方向の少なくとも一部において、第１転動体列の各第１転動体に対して第２転動体列の各第２転動体が、前記第１転動体間にスペーサを介在させ、前記第２転動体間にスペーサを介在させ、且つ前記第１転動体と前記第２転動体とを非接触にした状態で、前記複列転動体収容バンドの前記長さ方向にずれている運動案内装置。
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