JPH1089359A

JPH1089359A - 直線運動案内装置

Info

Publication number: JPH1089359A
Application number: JP26523596A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Teramachi; 町博寺
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 1996-09-12
Filing date: 1996-09-12
Publication date: 1998-04-07

Abstract

(57)【要約】【課題】負荷ボール転走溝を深溝として接触角の選択の
幅を広げ、しかもボールの脱落を防止し得る直線運動案
内装置を提供する。【解決手段】軌道レール２の上面に２列、左右側面には
１列あるいは２列ずつのボール列を有し、軌道レールと
移動ブロックの対応する負荷ボール転走溝５，１０の位
相をずらすことによってボールの接触角を任意に選択可
能とし、ボールチェイン２０のボール保持部２１によっ
て負荷ボール転走溝５，１０内にてボールを前後から保
持してその脱落を防止し、軌道レールと移動ブロックの
対向面を連結部に近づけて負荷ボール転走溝５，１０の
溝深さを深くし、さらに負荷ボール転走溝５，１０の溝
直角方向の断面形状をボールの外周形状に近似させたこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ボールを介して直
線運動を案内する直線運動案内装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の直線運動案内装置とし
て、本出願人は既に、略断面四角形状の軌道レールと、
軌道レールの上面と対向する水平部と左右両側面と対向
する左右支持脚部を備えた移動ブロックと、を備え、軌
道レールの上面には直線方向に延びる２条の負荷ボール
転走溝を設けると共に、左右側面には直線方向に延びる
負荷ボール転走溝を１条あるいは２条ずつ設け、移動ブ
ロックの水平部下面および左右支持脚部には前記軌道レ
ールの負荷ボール転走溝に対応する４条あるいは６条の
負荷ボール転走溝を設け、軌道レールと移動ブロックの
対応する負荷ボール転走溝の位相をずらすことによって
ボールの接触角を任意に選択可能とした直線運動案内装
置を提案している（ＰＣＴ／ＪＰ９４／００５２６参
照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な接触角を選択可能とした直線運動案内装置は、ボール
の接触角を任意に設定するために、負荷ボール転走溝の
溝深さが深溝であることが前提である。溝深さが浅いと
接触角を大きくとることができないからである。

【０００４】一方、負荷ボール転走溝の溝深さを深くす
るということは、負荷ボール転走溝の両側の軌道レール
と移動ブロックの対向面間の間隔を狭めるということで
あるが、この軌道レールと移動ブロックの対向面間に
は、図に示すように、軌道レールを移動ブロックから
抜き出した際に移動ブロックからボールの脱落を防止す
るために、ボールリテーナが介在されていた。

【０００５】このボールリテーナによってボールの脱落
を防止するためには、リテーナとボールとの係合幅が相
当程度必要なので、リテーナを設ける分だけ負荷ボール
転走溝の溝深さを深くすることができないという問題が
あった。

【０００６】そこで、従来はリテーナを省略することに
より、ボール保持機能を犠牲にしてボール転走溝の溝深
さを深くし、任意の接触角を選択できる構造としてい
た。

【０００７】本発明は上記した従来技術の問題点を解決
するためになされたもので、その目的とするところは、
負荷ボール転走溝を深溝として接触角の選択の幅を広
げ、しかも軌道レールを移動ブロックから抜いた際のボ
ールの脱落を防止し得る直線運動案内装置を提供するこ
とにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

［請求項１］上記目的を達成するために、本発明にあっ
ては、略断面四角形状の軌道レールと、該軌道レールの
上面と対向する水平部と左右両側面と対向する左右支持
脚部を備えた移動ブロックと、を備え、軌道レールの上
面には直線方向に延びる２条の負荷ボール転走溝を設け
ると共に、左右側面には直線方向に延びる負荷ボール転
走溝を１条づつ計２条設け、移動ブロックの水平部下面
および左右支持脚部には前記軌道レールの負荷ボール転
走溝に対応する４条の負荷ボール転走溝を設け、前記移
動ブロックは、前記軌道レールの負荷ボール転走溝と対
応する負荷ボール転走溝と該負荷ボール転走溝と並行し
て設けられた無負荷ボール戻し通路とを備えた移動ブロ
ック本体と、該移動ブロック本体の両端部に設けられ前
記負荷ボール転走溝と転動体戻し通路間を連通してボー
ルの無限循環路を形成するボール方向転換路を構成する
方向転換路構成部材とを備え、前記軌道レールと移動ブ
ロックの対応する負荷ボール転走溝の位相をずらすこと
によってボールの接触角を任意に選択可能とした直線運
動案内装置において、各ボール間に介在されボールの進
行方向前後から各ボールを挟み込んでボールの脱落を防
止するボール保持部と、該ボール保持部間を連結する可
撓性の連結部と、を備えたボールチェインを設け、該ボ
ールチェインのボール保持部を軌道レールと移動ブロッ
クの対応する負荷ボール転走溝内に位置させ、連結部を
負荷ボール転走溝が設けられる移動ブロックと軌道レー
ルの対向面間の隙間に張り出すように構成し、移動ブロ
ックと軌道レールの対向面を連結部に近づけて負荷ボー
ル転走溝の溝深さを深くしたことを特徴とする。

【０００９】上記構成の直線運動案内装置にあっては、
移動ブロックから軌道レールを抜き出しても、各ボール
は各ボール間のボール保持部によって前後から保持され
ボールの脱落が防止される。このボール保持部は負荷ボ
ール転走溝内に位置しているので、ボール保持部の大き
さを溝深さに拘らずボール径一杯までとることができ、
確実にボールを保持することができる。

【００１０】一方、移動ブロックと軌道レールの対向面
にはボールの保持とは無関係の連結部が介在するだけな
ので、連結部は薄肉でよく、この連結部に移動ブロック
と軌道レールの対向面を近づけることによって負荷ボー
ル転走溝の溝深さを可及的に深くしたものである。

【００１１】このように溝深さを深くすることによっ
て、ボール接点を溝幅方向に変位させてもボールが負荷
ボール転走溝の上縁角部と干渉せず、溝上縁角部に応力
が集中するいわゆるエッジロードの発生が防止される。
したがって、負荷ボール転走溝に対するボールの溝幅方
向の接触可能範囲を広げることができ、軌道レールと移
動ブロックの対応する負荷ボール転走溝の位相をずらす
ことにより、幅広い接触角を選択することができる。

【００１２】本発明の場合には、移動ブロックを軌道レ
ールに向かって押さえる方向のラジアル荷重は、軌道レ
ール上面の２列のボールによってがたつき無く支持され
る。

【００１３】また、軌道レールの支持脚部を軌道レール
の側面に押し付ける方向の横方向荷重は、軌道レールと
支持脚部の対応する負荷ボール転走溝間のボールによっ
て支持される。

【００１４】移動ブロックを軌道レールから浮き上がら
せる方向の逆ラジアル荷重については、軌道レール左右
側面の一列ずつのボールによって支持される。このと
き、移動ブロックと軌道レールの対向面を溝幅方向に互
いに平行に逆向きにずらす方向の荷重が作用することに
なるが、負荷ボール転走溝の溝深さが深いので、ボール
の接点は、負荷ボール転走溝の最深部から最も高い溝上
縁角部の間の中間領域で変位し、ボールと溝上縁角部と
干渉することなく荷重を支持することができる。

【００１５】また、移動ブロックを軌道レールを中心に
回転させる方向のモーメント荷重が作用した場合には、
ボールを挟む負荷ボール転走溝を互いに逆向きに平行に
ずらすせん断方向に作用するが、負荷ボール転走溝が深
溝となっているので、溝側縁にエッジロードが作用する
ことなく支持することができる。また、軌道レール上面
の２列のボールについては、一方が浮き上がり方向に、
他方が押圧方向に作用することになるので、モーメント
荷重については、左右の２列のボールと上面側の一方の
ボールの３列のボールによって支持されることになり、
左右のボールに作用する荷重は小さく、モーメント荷重
をがたつき無く支持できる。

【００１６】［請求項２］また、略断面四角形状の軌道
レールと、該軌道レールの上面と対向する水平部と左右
両側面と対向する左右支持脚部を備えた移動ブロック
と、を備え、軌道レールの上面には直線方向に延びる２
条の負荷ボール転走溝を設けると共に、左右側面には直
線方向に延びる負荷ボール転走溝を２条づつ計４条設
け、移動ブロックの水平部下面および左右支持脚部には
前記軌道レールの負荷ボール転走溝に対応する４条の負
荷ボール転走溝を設け、前記移動ブロックは、前記軌道
レールの負荷ボール転走溝と対応する負荷ボール転走溝
と該負荷ボール転走溝と並行して設けられた無負荷ボー
ル戻し通路とを備えた移動ブロック本体と、該移動ブロ
ック本体の両端部に設けられ前記負荷ボール転走溝と転
動体戻し通路間を連通してボールの無限循環路を形成す
るボール方向転換路を構成する方向転換路構成部材とを
備え、前記軌道レールと移動ブロックの対応する負荷ボ
ール転走溝の位相をずらすことによってボールの接触角
を任意に選択可能とした直線運動案内装置において、各
ボール間に介在されボールの進行方向前後から各ボール
を挟み込んでボールの脱落を防止するボール保持部と、
該ボール保持部間を連結する可撓性の連結部と、を備え
たボールチェインを設け、該ボールチェインのボール保
持部を軌道レールと移動ブロックの対応する負荷ボール
転走溝内に位置させ、連結部を負荷ボール転走溝が設け
られる移動ブロックと軌道レールの対向面間の隙間に張
り出すように構成し、移動ブロックと軌道レールの対向
面を連結部に近づけて負荷ボール転走溝の溝深さを深く
したことを特徴とする。

【００１７】本発明と上記請求項１の発明と異なる点
は、軌道レール側面のボールの列数が２条ずつとなって
いる点であり、基本的には請求項１に記載の発明と同一
である。

【００１８】本発明の場合にも、移動ブロックを軌道レ
ールに向かって押さえる方向のラジアル荷重は、軌道レ
ール上面の２列のボールによってがたつき無く支持され
る。

【００１９】また、軌道レールの支持脚部を軌道レール
の側面に押し付ける方向の横方向荷重は、軌道レールと
支持脚部の対応する２条ずつの負荷ボール転走溝間のボ
ールによって支持される。

【００２０】移動ブロックを軌道レールから浮き上がら
せる方向の逆ラジアル荷重については、軌道レール左右
側面の二列ずつのボールによって支持される。このと
き、移動ブロックと軌道レールの対向面を溝幅方向に互
いに平行に逆向きにずらす方向の荷重が作用することに
なるが、負荷ボール転走溝の溝深さが深いので、ボール
の接点は、負荷ボール転走溝の最深部から最も高い溝上
縁角部の間の中間領域で変位し、ボールと溝上縁角部と
干渉するとなく荷重を支持することができる。

【００２１】また、移動ブロックを軌道レールを中心に
回転させる方向のモーメント荷重が作用した場合には、
ボールを挟む負荷ボール転走溝を互いに逆向きに平行に
ずらすせん断方向に作用するが、負荷ボール転走溝が深
溝となっているので、溝側縁にエッジロードが作用する
ことなく支持することができる。また、軌道レール上面
の２列のボールについては、一方が浮き上がり方向に、
他方が押圧方向に作用することになるので、モーメント
荷重については、左右の４列のボールと上面側の一方の
ボールの５列のボールによって支持されることになり、
左右のボールに作用する荷重は小さく、モーメント荷重
をがたつき無く支持できる。

【００２２】［請求項３］負荷ボール転走溝の断面形状
をボールの外周形状に近似させたことを特徴とする。

【００２３】このように負荷ボール転走溝の溝直角方向
の断面形状をボールの外周形状に近似させることによ
り、負荷ボール転走溝に対するボールの溝幅方向のがた
つきを防止できる。

【００２４】また、ボールと負荷ボール転走溝との接触
幅が増大するので、単位面積当たりの荷重が小さくな
り、より大荷重を支持することができる。

【００２５】［請求項４］ボールチェインを有端帯状構
造とすれば、組み付け作業が非常に簡単に行える。もち
ろん、ボールチェインを無端状構造としてもよい。

【００２６】［請求項５］負荷ボール転走溝は単一の円
弧状断面よりなるサーキュラーアーク溝形状としたこと
を特徴とする。

【００２７】このようなサーキュラアーク溝形状は、ボ
ールの溝幅方向のがたつきが大きいので、特に本発明の
ように深溝とし、また断面形状をボールの外周形状に近
似させることが好ましい。

【００２８】［請求項６］負荷ボール転走溝の断面形状
を、２つの円弧状断面を有するゴシックアーチ溝形状と
したことを特徴とする。

【００２９】ゴシックアーチ溝形状とすれば、サーキュ
ラーアーク溝に比べて溝幅方向のがたつきは小さくな
る。そして、サーキュラーアーク溝と同様に、ボールチ
ェインによってボールを保持することにより、負荷ボー
ル転走溝の溝深さを可及的に深くすることができ、エッ
ジロードの発生を防止することができる。

【００３０】［請求項７］負荷ボール転走溝の円弧状断
面は、ボール径の５２パーセントから５０．５パーセン
ト程度に設定したことを特徴とする。

【００３１】従来のサーキュラーアーク溝の曲率半径は
ボール径の５２パーセント程度に設定しているが、これ
ではがたつきが大きいので、５２パーセントより小さく
設定することが有効である。

【００３２】また、あまり小さいとボールの作動すべり
が急激に大きくなるので、０．５０５パーセント程度ま
でとすることが実用上好ましい。

【００３３】［請求項８］移動ブロックの負荷ボール転
走溝の側方隣接部には、ボールチェインの連結部と係合
してボールチェインの移動ブロックからの離脱を規制す
る顎部を備えたチェイン案内部が設けられていることを
特徴とする。

【００３４】このチェイン案内部に顎部を設ければ、移
動ブロックから軌道レールを抜いた際のボールチェイン
の垂れ下がりを防止できる。特に、ボールチェインが有
端帯状構造の場合に、ボールチェインの端の垂れ下がり
を防止することができる。

【００３５】［請求項９］ボール戻し通路および方向転
換路の内周部の少なくともいずれかが、移動ブロック本
体と一体成形された樹脂成形体によって構成されている
ことを特徴とする。

【００３６】このようにすれば、無限循環路が正確に成
形され、ボールチェインによるボールの循環案内と相挨
ってボールがスムースに案内される。

【００３７】［請求項１０］ボール戻し通路，方向転換
路の内周部およびチェイン案内部の少なくともいずれか
一つが、移動ブロック本体と一体成形された樹脂成形体
によって構成されていることを特徴とする。

【００３８】この場合にも無限循環路が正確に成形さ
れ、ボールチェインによるボールの循環案内と相挨って
ボールがスムースに案内することができる。また、チェ
イン案内部についても正確に成形することができ、ボー
ルチェインとの干渉を防止することができる。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下に本発明を図示の実施の形態
に基づいて説明する。

【００４０】［第１の実施の形態］図１及び図２は本発
明の第１の実施の形態に係る直線運動案内装置を示して
いる。

【００４１】図１において、１は直線運動案内装置全体
を示すもので、この直線運動案内装置１は、概略、軌道
レール２と、この軌道レール２に多数のボール３ａを介
して移動自在に設けられる移動ブロック４と、を備えて
いる。

【００４２】軌道レール２は断面略四角形状の長尺部材
で、その上面に２列のボール列３，３、左右側面に１列
づつのボール列３，３を介して、移動ブロック４を案内
するようになっており、上面には２列のボール列３，３
に対応して２条の負荷ボール転走溝５，５が、左右側面
には２列のボール列３，３に対応して１条づつ計２条の
負荷ボール転走溝５，５が全長にわたって設けられてい
る。この負荷ボール転走溝５，５，５，５は、軌道レー
ル１の垂直に延びる左右側面に形成されている。

【００４３】移動ブロック４は、移動ブロック本体６
と、この移動ブロック本体６の両端に設けられる方向転
換路構成部材としてのエンドプレート部７と、から構成
されている。移動ブロック本体６は、軌道レール２の上
面と対向する水平部８と、軌道レール２の左右側面と対
向する一対の支持脚部９，９とを備えた断面コ字形状の
ブロック体で、水平部８の内側面および左右の支持脚部
９，９の内側面に、軌道レール２の上面および左右側面
に設けられた負荷ボール転走溝５，５，５，５に対応す
る負荷ボール転走溝１０，１０，１０，１０が設けられ
ている。また、水平部８および各支持脚部９，９の中実
部には、各負荷ボール転走溝１０，１０，１０，１０と
並行に、トンネル状の２本のボール戻し通路１１，１
１，１１，１１が直線的に設けられている。

【００４４】一方、エンドプレート部７も移動ブロック
本体６の断面形状に倣ったコ字形状で、移動ブロック本
体６の両端部に取り付けられ前記各負荷ボール転走溝１
０，１０，１０，１０とボール戻し通路１１，１１，１
１，１１間を連通して無限循環路を構成するボール方向
転換路１４，１４，１４，１４を構成している。

【００４５】上面２列および左右１列ずつの４条のボー
ル列３，３，３，３は４つのボールチェイン２０によっ
て保持されて無限循環路を循環するもので、各ボールチ
ェイン２０は、ボール列３を構成する各ボール３ａ間に
挿入されるボール保持部２２と、各ボール保持部２２を
連結する可撓性の連結部２１とを備えた構成となってい
る。各連結部２１は薄肉帯状で連続的に延びており、ボ
ールチェイン２０の両端はつながらずに切れた有端帯状
部材となっている。このボールチェイン２０の先端部お
よび後端部にはクラウニング部２４が設けられている。

【００４６】もっとも、ボールチェイン２０の両端を接
続してボールチェイン２０の構造を無端状としてもよ
い。

【００４７】各ボール保持部２２の両端にはボール３ａ
の球冠部が挿入される球冠状の保持凹部２３が設けられ
ており、ボール３ａはその進行方向前後に位置するボー
ル保持部２２によって挟持されている。

【００４８】連結部２１は負荷ボール転走溝１０の両側
縁に張り出しており、移動ブロック４および軌道レール
２の対向面間に介装されている。

【００４９】また、移動ブロック４の負荷ボール転走溝
１０の両側縁にはボールチェイン２０を案内するチェイ
ン案内部１４が設けられており、このチェイン案内部１
４にはボールチェイン２０の連結部２１に係合してボー
ルチェイン２０が移動ブロック４から離間することを規
制する顎部１５が設けられている。ボール３ａはボール
チェイン２０のボール保持部２２の保持凹部２３によっ
て保持されているので、ボール３ａはボールチェイン２
０を介して移動ブロック４から脱落することが防止され
ることになる。また、ボールチェイン２０の前後両端に
はクラウニング部が設けられているので、このクラウニ
ング部を介してボールチェイン２０の先端部がチェイン
案内部１４に案内されて循環移動する。特に、ボールチ
ェイン組立挿入時のガイドとなる。

【００５０】この連結部２１の位置は、図１(ｂ)に示す
ように、その肉厚中心Ｏ′がボール中心Ｏよりも所定
量、図示例では肉厚ｔの半分ｄ／２程度移動ブロック４
側に偏移しており、チェイン案内部１４の顎部１５がボ
ール中心Ｏに対して互いに反対側に位置している。

【００５１】負荷ボール転走溝５，１０の最深部間の間
隔はボール径Ｄとほぼ等しく、各負荷ボール転走溝５，
１０の溝深さｄを深くするには、軌道レール２と移動ブ
ロック４と間隔ｈを狭くする必要がある。この間隔ｈに
チェイン案内部１４の顎部１５とボールチェイン２０の
連結部２１が重ね合わされた状態で介装されるので、顎
部１５の厚みと連結部２１の厚みを足し合わせた中間点
にボール中心Ｏを位置させることが最適である。この実
施の形態の場合には、顎部１５と連結部２１の厚みがほ
ぼ同一なので、連結部２１の肉厚中心Ｏ′をボール中心
Ｏに対して連結部２１の肉厚ｔの半分程度移動ブロック
４側に偏移させている。

【００５２】図１(ｅ)に示すように、連結部２１の肉厚
中心Ｏ′をボール中心Ｏと一致させた場合には、連結部
２１の肉厚ｔの半分ｄ／２がボール中心Ｏに対して軌道
レール２側にはみ出し、このはみ出した分だけ顎部１５
を軌道レール２側に寄せなければならず、その分だけ負
荷ボール転走溝５の溝深さが浅くなってしまう。したが
って、顎部１５がある場合には、図１(ｂ)のように連結
部２１の肉厚中心をボール中心に対して偏移させること
が有利である。

【００５３】負荷ボール転走溝５，１０は単一の円弧状
断面を有するサーキュラーアーク溝形状となっており、
その曲率半径はボール径の５０．５〜５２パーセント程
度に設定されている。特に、５１パーセント程度に設定
することが好適である。

【００５４】上記ボール戻し通路１１，方向転換路１２
の内周部１２ａおよびチェイン案内部１４は、移動ブロ
ック本体６と一体成形された樹脂成形体１６によって構
成されている。これらボール戻し通路１１，方向転換路
１２およびチェイン案内部１４は負荷ボール転走溝１０
を基準にして形成されている。

【００５５】そして、ボール戻し通路１１および方向転
換路１２の内周部１２ａにはボールチェイン２０の連結
部２１を案内する案内部１１ａ，１２ｃが設けられてい
る。これらを樹脂成形体１６によって一体成形すること
により、案内溝１１ａ，１２ｃおよびチェイン案内部１
４間が段差無く連続して一体的に成形されているので、
ボールチェイン２０はスムースに循環案内される。ま
た、顎部１５付きのチェイン案内部１４についても、負
荷ボール転走溝１０を基準にして正確に位置決めされる
ので、ボールチェイン２０の連結部２１とチェイン案内
部１４との間に適切な隙間を形成することができ、ボー
ル循環時にボールチェイン２０の連結部２１が過度に干
渉することを避けることができる。

【００５６】もちろん、方向転換路１２の内周部１２ａ
と負荷ボール転走溝１０との接続部、ボール戻し通路１
１と方向転換路１２の内周部１２ａとの接続部について
も基本的に段差無く一体的に接続されるので、ボール３
ａも円滑に循環する。

【００５７】上記直線運動案内装置にあっては、移動ブ
ロック４から軌道レール２を抜き出しても、各ボール３
ａは各ボール３ａ間のボール保持部２２によって前後か
ら保持されボール３ａの脱落が防止される。このボール
保持部２２は負荷ボール転走溝５，１０内のトンネル状
の空間に位置しているので、ボール保持部２２の大きさ
を溝深さに拘らずボール径一杯までとることができ、確
実にボール３ａを保持することができる。

【００５８】一方、移動ブロック４と軌道レール２の対
向面にはボール３ａの保持とは無関係のベルト状の連結
部２１が介在するだけなので、連結部２１は薄肉でよ
く、この連結部２１に移動ブロック４と軌道レール２の
対向面を近づけることによって負荷ボール転走溝５，１
０の溝深さを可及的に深くしたものである。

【００５９】このように溝深さを深くすることによっ
て、ボール接点を溝幅方向に変位させてもボール３ａが
負荷ボール転走溝５，１０の上縁角部と干渉せず、溝上
縁角部に応力が集中するいわゆるエッジロードの発生が
防止される。したがって、負荷ボール転走溝５，１０に
対するボール３ａの溝幅方向の接触可能範囲を広げるこ
とができ、幅広い接触角を選択することができる。

【００６０】接触角は、軌道レール２と移動ブロック４
の対応する負荷ボール転走溝５，１０の位相をずらすこ
とによってボール３ａの接触角を任意に選択可能であ
る。

【００６１】たとえば、軌道レール２側の負荷ボール転
走溝５については、その上面の負荷ボール転走溝５，５
は軌道レール２の左右いずれか一方の側面を基準にして
負荷ボール転走溝５，５までの距離Ａ１，Ａ２を所定寸
法に定める。軌道レール２側面の負荷ボール転走溝５，
５については、軌道レール２の上面を基準にして負荷ボ
ール転走溝５，５までの距離Ａ３，Ａ４を所定寸法に定
める。

【００６２】また、移動ブロック４の水平部８内側面に
形成される負荷ボール転走溝１０，１０については、左
右いずれか一方の支持脚部９，９の内側面を基準にして
負荷ボール転走溝１０，１０までの水平距離Ｂ１，Ｂ２
を所定寸法に定める。移動ブロック４の支持脚部９，９
に形成される負荷ボール転走溝１０，１０については、
水平部８の内側面を基準にして負荷ボール転走溝１０，
１０までの垂直距離Ｂ３，Ｂ４を所定寸法に定める。

【００６３】これによって軌道レール２と移動ブロック
４の対応する負荷ボール転走溝５，１０の位相をずら
し、ボール３ａの接触角を所定角度に設定することがで
きる。

【００６４】図示例では、ボール３ａの接触角は軌道レ
ール２の中心軸（移動ブロックの移動方向）を通る水平
面に対して、対応する負荷ボール転走溝５，１０に対す
るボール３ａの接点を結ぶ接触角線Ｓ１〜Ｓ４のなす角
度で定義される。

【００６５】基本的には、軌道レール２上面側のボール
３ａの接触角は直角とし、軌道レール２左右側面のボー
ルの接触角θは、軌道レール２の中心に向かって上向き
に傾斜するように構成される。

【００６６】本発明によれば、負荷ボール転走溝５，１
０の溝深さが深くしているので、移動ブロック４と軌道
レール２の対向面を溝幅方向に互いに平行に逆向きにず
らす方向の荷重が作用しても、ボール３ａの接点は、負
荷ボール転走溝５，１０の最深部から最も高い溝上縁角
部の間の中間領域で変位し、ボール３ａと溝上縁角部と
の干渉を防止することができる。

【００６７】特に、負荷ボール転走溝５，１０の曲率半
径をボール径に近似する５０．５〜５２パーセント程度
に設定しているので、負荷ボール転走溝５，１０に対し
て直角方向のボール３ａのがたつきが防止できる。

【００６８】負荷ボール転走溝５，１０の溝深さは、ボ
ール径の２５パーセント程度以上に設定することが好ま
しい。この２５パーセントの位置はボールの接触角にし
て３０度の位置であり、ボールの接触角を４５度付近に
設定しても、ボールの接触点は負荷ボール転走溝５，１
０の上縁角部までは十分余裕がありボールが負荷ボール
転走溝５，１０の上縁角部と干渉することはない。した
がって、４５度の接触角まで選択することが可能であ
る。

【００６９】本発明の場合には、移動ブロック４を軌道
レール２に向かって押さえる方向のラジアル荷重は、軌
道レール２上面の２列のボール列３，３によってがたつ
き無く支持される。

【００７０】また、軌道レール２の支持脚部９，９を軌
道レール２の側面に押し付ける方向の横方向荷重は、軌
道レール２と支持脚部９，９の対応する負荷ボール転走
溝５，１０間のボール列３，３によって支持される。

【００７１】移動ブロック４を軌道レール２から浮き上
がらせる方向の逆ラジアル荷重については、軌道レール
２左右側面の一列ずつのボール列３，３によって支持さ
れる。このとき、移動ブロック４と軌道レール２の対向
面を溝幅方向に互いに平行に逆向きにずらす方向の荷重
が作用することになるが、負荷ボール転走溝５，１０の
溝深さが深いので、ボール３ａの接点は、負荷ボール転
走溝５，１０の最深部から最も高い溝上縁角部の間の中
間領域で変位し、ボール３ａと溝上縁角部と干渉するこ
となく荷重を支持することができる。

【００７２】また、移動ブロック４を軌道レール２を中
心に回転させる方向のモーメント荷重が作用した場合に
は、ボール３ａを挟む負荷ボール転走溝５，１０を互い
に逆向きに平行にずらすせん断方向に作用するが、負荷
ボール転走溝５，１０が深溝となっているので、溝側縁
にエッジロードが作用することなく支持することができ
る。また、軌道レール２上面の２列のボール列３，３に
ついては、一方が浮き上がり方向に、他方が押圧方向に
作用することになるので、モーメント荷重については、
左右の２列のボール列３，３と上面側の一方のボール列
３の３列のボール列によって支持されることになり、左
右のボール列３，３に作用する荷重は小さく、モーメン
ト荷重をがたつき無く支持できる。

【００７３】［実施の形態２］次に、本発明の実施の形
態２について説明する。

【００７４】以下の実施の形態は基本的な構成は実施の
形態１と同様なので、実施の形態１と異なる点のみを説
明するものとし、同一の構成部分については同一の符号
を付して説明を省略するものとする。

【００７５】この実施の形態２の場合には、軌道レール
２の上面に直線方向に延びる２条の負荷ボール転走溝
５，５が設けられると共に、左右側面には直線方向に延
びる負荷ボール転走溝５，５を２条づつ計４条設け、移
動ブロック４の水平部８下面および左右支持脚部９，９
には前記軌道レール２の負荷ボール転走溝５，５，５，
５，５，５に対応する６条の負荷ボール転走溝１０，１
０，１０，１０，１０，１０が設けられている。

【００７６】また、水平部８および各支持脚部９，９の
中実部には、各負荷ボール転走溝１０，１０，１０，１
０，１０，１０と並行に、トンネル状の２本のボール戻
し通路１１，１１，１１，１１，１１，１１が直線的に
設けられている。

【００７７】一方、エンドプレート部７も移動ブロック
本体６の断面形状に倣ったコ字形状で、移動ブロック本
体６の両端部に取り付けられ前記各負荷ボール転走溝１
０，１０，１０，１０，１０，１０とボール戻し通路１
１，１１，１１，１１，１１，１１間を連通して無限循
環路を構成するボール方向転換路１４，１４，１４，１
４，１４，１４を構成している。

【００７８】本発明の場合にも、移動ブロックを軌道レ
ール２に向かって押さえる方向のラジアル荷重は、軌道
レール２上面の２列のボール列３，３によってがたつき
無く支持される。

【００７９】また、軌道レール２の支持脚部９，９を軌
道レール２の側面に押し付ける方向の横方向荷重は、軌
道レール２と支持脚部の対応する２条ずつの負荷ボール
転走溝５，１０間のボール列３によって支持される。

【００８０】移動ブロックを軌道レール２から浮き上が
らせる方向の逆ラジアル荷重については、軌道レール２
左右側面の二列ずつのボール列３，３；３，３によって
支持される。このとき、移動ブロックと軌道レール２の
対向面を溝幅方向に互いに平行に逆向きにずらす方向の
荷重が作用することになるが、負荷ボール転走溝５，１
０の溝深さが深いので、ボール３ａの接点は、負荷ボー
ル転走溝５，１０の最深部から最も高い溝上縁角部の間
の中間領域で変位し、ボール３ａと溝上縁角部と干渉す
るとなく荷重を支持することができる。

【００８１】また、移動ブロック４を軌道レール２を中
心に回転させる方向のモーメント荷重が作用した場合に
は、ボール３ａを挟む負荷ボール転走溝５，１０を互い
に逆向きに平行にずらすせん断方向に作用するが、負荷
ボール転走溝５，１０が深溝となっているので、溝側縁
にエッジロードが作用することなく支持することができ
る。また、軌道レール２上面の２列のボール列３，３に
ついては、一方が浮き上がり方向に、他方が押圧方向に
作用することになるので、モーメント荷重については、
左右の４列のボール列３，３，３，３と上面側の一方の
ボール列３の５列のボール列によって支持されることに
なり、左右のボール列３，３，３，３に作用する荷重は
小さく、モーメント荷重をがたつき無く支持できる。

【００８２】［他の実施の形態］上記実施の形態１，２
では、顎部が設けられたチェイン案内部１４によって構
成したが、図４に示すように、顎部を省略してもよい。

【００８３】このようにすれば、負荷ボール転走溝１０
の溝側縁にチェイン案内部２１４の顎部が無い分、移動
ブロック４と軌道レール２間の間隔を近接させることが
でき、負荷ボール転走溝５，１０の溝深さを深くするこ
とができる。この場合、チェイン案内部２１４はボール
チェイン２０の溝幅方向の位置を案内するものである。

【００８４】この場合には、連結部２１の肉厚中心をボ
ール中心Ｏと一致させることが好ましい。連結部２１の
肉厚中心を偏移させると、その分だけ移動ブロック４と
軌道レール２間の間隔を広くしなければならなくなり、
その分だけ負荷ボール転走溝５，１０を深くすることが
できなくなる。

【００８５】また、上記実施の形態１，２では、負荷ボ
ール転走溝５，１０の形態としてサーキュラーアーク溝
形状としているが、図５（ａ），（ｂ）に示すように、
溝幅の中心を境にして２組の円弧面Ｃ１，Ｃ２を組み合
わせたゴシックアーチ溝形状としてもよい。図５（ａ）
はチェイン案内部１４に顎部１５を有する場合、図５
（ｂ）はチェイン案内部２１４に顎部が無い場合であ
る。

【００８６】この場合、各ボール３ａは各負荷ボール転
走溝３０５，３１０に対して２点づつ計４点で接触し、
各ボール３ａについてそれぞれ対角線状に２つの接触角
線Ｓ１１，Ｓ１２；Ｓ２１，Ｓ２２を有する接触角構造
となる。場合によっては、一方の対角線上の２点のみで
接触させることもできる。

【００８７】このように負荷ボール転走溝３０５，３１
０をゴシックアーチ溝形状とした場合、各負荷ボール転
走溝３０５，３１０の円弧面Ｃ１，Ｃ２の曲率半径はボ
ール径の５５パーセント程度に設定することが好まし
い。また、負荷ボール転走溝３０５，３１０の溝深さは
ボール径の４０パーセント程度に設定することが好まし
い。

【００８８】なお、４条，６条のボール列の負荷ボール
転走溝５，１０の一部をサーキュラーアーク溝形状と
し、残りをゴシックアーチ溝形状としてもよい。

【００８９】また、移動ブロック４と軌道レール２の対
応する一対の負荷ボール転走溝５，１０において、一方
の負荷ボール転走溝をサーキュラーアーク溝形状、他方
の負荷ボール転走溝をゴシックアーチ溝形状とすること
もできる。

【００９０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
負荷ボール転走溝内に位置するボール保持部によって前
後から保持されボールの脱落が防止される。このボール
保持部は負荷ボール転走溝内に位置しているので、ボー
ル保持部の大きさを溝深さに拘らずボール径一杯までと
ることができ、確実にボールを保持することができる。

【００９１】一方、移動ブロックと軌道レールの対向面
を連結部に近付けて負荷ボール転走溝の溝深さを可及的
に深くしたので、ボール接点を溝幅方向に変位させても
ボールが負荷ボール転走溝の上縁角部と干渉せず、溝上
縁角部に応力が集中するいわゆるエッジロードの発生が
防止される。したがって、負荷ボール転走溝に対するボ
ールの溝幅方向の接触可能範囲を広げることができ、幅
広い接触角を選択することができる。

【００９２】また、ボールに対する負荷ボール転走溝の
深さ方向の係合幅が増大するので、移動ブロックと軌道
レールの対向面を溝幅方向に互いに平行に逆向きにずら
す方向の荷重が作用しても、ボールの接点は、負荷ボー
ル転走溝の最深部から最も高い溝上縁角部の間の中間領
域で変位し、ボールと溝上縁角部との干渉を防止するこ
とができる。

【００９３】特に、本発明の場合には、移動ブロックを
軌道レールに向かって押さえる方向のラジアル荷重は、
軌道レール上面の２列のボールによってがたつき無く支
持することができる。

【００９４】また、軌道レールの支持脚部を軌道レール
の側面に押し付ける方向の横方向荷重は、軌道レールと
支持脚部の対応する負荷ボール転走溝間のボールによっ
て支持することができる。

【００９５】さらに、移動ブロックを軌道レールから浮
き上がらせる方向の逆ラジアル荷重については、軌道レ
ール左右側面の一列ずつのボールによって支持すること
ができる。このとき、移動ブロックと軌道レールの対向
面を溝幅方向に互いに平行に逆向きにずらす方向の荷重
が作用することになるが、負荷ボール転走溝の溝深さが
深いので、ボールの接点は、負荷ボール転走溝の最深部
から最も高い溝上縁角部の間の中間領域で変位し、ボー
ルと溝上縁角部と干渉するとなく荷重を支持することが
できる。

【００９６】また、移動ブロックを軌道レールを中心に
回転させる方向のモーメント荷重が作用した場合には、
ボールを挟む負荷ボール転走溝を互いに逆向きに平行に
ずらすせん断方向に作用するが、負荷ボール転走溝が深
溝となっているので、溝側縁にエッジロードが作用する
ことなく支持することができる。また、軌道レール上面
の２列のボールについては、一方が浮き上がり方向に、
他方が押圧方向に作用することになるので、モーメント
荷重については、左右の２列のボールと上面側の一方の
ボールの３列のボールによって支持されることになり、
左右のボールに作用する荷重は小さく、モーメント荷重
をがたつき無く支持できる。

【００９７】また、負荷ボール転走溝の断面形状をボー
ルの外周形状に近似させることにより、負荷ボール転走
溝に対するボールの溝幅方向のがたつきを防止できる。

【００９８】また、ボールチェインを有端帯状構造とす
れば、組み付け作業が非常に簡単に行える。

【００９９】負荷ボール転走溝が単一の円弧状断面より
なるサーキュラーアーク溝形状の場合には溝幅方向のが
たつきが大きいので、本発明のように深溝とし、また断
面形状をボールの外周形状に近似させることが好まし
い。

【０１００】負荷ボール転走溝の断面形状をゴシックア
ーチ溝形状とすれば、サーキュラーアーク溝に比べて溝
幅方向のがたつきは小さくなる。そして、サーキュラー
アーク溝と同様に、ボールチェインによってボールを保
持することにより、負荷ボール転走溝の溝深さを可及的
に深くすることができ、エッジロードの発生を防止する
ことができる。

【０１０１】移動ブロックの負荷ボール転走溝の溝側縁
に、ボールチェインの連結部と係合してボールチェイン
の移動ブロックからの離脱を規制する顎部を備えたチェ
イン案内部が設ければ、移動ブロックから軌道レールを
抜いた際のボールチェインの垂れ下がりを防止できる。
特に、有端帯状構造の場合に、ボールチェインの端の垂
れ下がりを防止することができる。

【０１０２】ボール戻し通路が形成されるボール戻し通
路構成部および方向転換路内周が形成される方向転換路
内周構成部の少なくともいずれかを移動ブロック本体と
一体成形された樹脂成形体によって構成すれば、ボール
の無限循環路が正確に成形され、ボールチェインによる
ボールの循環案内と相挨ってボールがスムースに案内さ
れる。

【０１０３】さらに、チェイン案内部についても、移動
ブロック本体と一体成形された樹脂成形体によって構成
すれば、チェイン案内部についても正確に成形すること
ができ、ボールチェインとの干渉を防止することができ
る。

【０１０４】本発明のテーブル移送装置によれば、直線
運動案内装置を２組設け、各組の軌道レールを固定ベッ
ド上に所定の間隔を隔てて互いに平行に配置し、各組の
移動ブロックに、各軌道レールに対して互いに逆向きに
回転させる方向にモーメントを加えた状態でテーブルを
固定しているので、直線運動案内装置自体が、上下方向
荷重、左右の横方向荷重およびモーメント荷重に対して
がたつきの小さい構造となっていると共に、２組の直線
運動案内装置の移動ブロックを予め傾けて取付けること
によってテーブル移送装置のがたをなくすことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の実施の形態１に係る直線運動案
内装置を示すもので、同図（ａ）は正面縦断面図、同図
（ｂ）はボールの接触状態の拡大断面図、同図(ｃ)は半
分を断面にして示す平面図、同図(ｄ)は方向転換部の拡
大断面図、同図(ｅ)はボールチェインの連結部の他の形
態のボール接触状態の拡大断面図である。

【図２】図２（ａ）は図１の直線運動案内装置の移動ブ
ロックのエンドプレート部を半分断面にして示す正面
図、同図(ｂ)は側面図、同図(ｃ)，(ｄ)はボールチェイ
ンの部分正面図および上面図である。

【図３】図３は本発明の実施の形態２に係る直線運動案
内装置の正面縦断面図である。

【図４】図４はチェイン案内部の他の形態を示す図であ
る。

【図５】図５は負荷ボール転走溝の他の形態を示す図で
ある。

【図６】図６は従来の直線運動案内装置のボールの脱落
防止構造を示す図である。

【符号の説明】

１転がり案内装置２軌道レール３ボール列３ａボール４移動ブロック５負荷ボール転走溝（軌道レール側）６移動ブロック本体７エンドプレート部（端面成形部）８水平部９支持脚部１０負荷ボール転走溝１１ボール戻し通路１２ボール方向転換路１２ａ内周案内部１４，２１４チェイン案内部１５顎部１６樹脂成形体２０ボールチェイン２１連結部材２２ボール保持部２３ボール保持部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】略断面四角形状の軌道レールと、該軌道レ
ールの上面と対向する水平部と左右両側面と対向する左
右支持脚部を備えた移動ブロックと、を備え、軌道レールの上面には直線方向に延びる２条の負荷ボー
ル転走溝を設けると共に、左右側面には直線方向に延び
る負荷ボール転走溝を１条づつ計２条設け、移動ブロッ
クの水平部下面および左右支持脚部には前記軌道レール
の負荷ボール転走溝に対応する４条の負荷ボール転走溝
を設け、前記移動ブロックは、前記軌道レールの負荷ボール転走
溝と対応する負荷ボール転走溝と該負荷ボール転走溝と
並行して設けられた無負荷ボール戻し通路とを備えた移
動ブロック本体と、該移動ブロック本体の両端部に設け
られ前記負荷ボール転走溝と転動体戻し通路間を連通し
てボールの無限循環路を形成するボール方向転換路を構
成する方向転換路構成部材とを備え、前記軌道レールと移動ブロックの対応する負荷ボール転
走溝の位相をずらすことによってボールの接触角を任意
に選択可能とした直線運動案内装置において、各ボール間に介在されボールの進行方向前後から各ボー
ルを挟み込んでボールの脱落を防止するボール保持部
と、該ボール保持部間を連結する可撓性の連結部と、を
備えたボールチェインを設け、該ボールチェインのボール保持部を軌道レールと移動ブ
ロックの対応する負荷ボール転走溝内に位置させ、連結
部を負荷ボール転走溝が設けられる移動ブロックと軌道
レールの対向面間の隙間に張り出すように構成し、移動
ブロックと軌道レールの対向面を連結部に近づけて負荷
ボール転走溝の溝深さを深くしたことを特徴とする直線
運動案内装置。
【請求項２】略断面四角形状の軌道レールと、該軌道レ
ールの上面と対向する水平部と左右両側面と対向する左
右支持脚部を備えた移動ブロックと、を備え、軌道レールの上面には直線方向に延びる２条の負荷ボー
ル転走溝を設けると共に、左右側面には直線方向に延び
る負荷ボール転走溝を２条づつ計４条設け、移動ブロッ
クの水平部下面および左右支持脚部には前記軌道レール
の負荷ボール転走溝に対応する４条の負荷ボール転走溝
を設け、前記移動ブロックは、前記軌道レールの負荷ボール転走
溝と対応する負荷ボール転走溝と該負荷ボール転走溝と
並行して設けられた無負荷ボール戻し通路とを備えた移
動ブロック本体と、該移動ブロック本体の両端部に設け
られ前記負荷ボール転走溝と転動体戻し通路間を連通し
てボールの無限循環路を形成するボール方向転換路を構
成する方向転換路構成部材とを備え、前記軌道レールと移動ブロックの対応する負荷ボール転
走溝の位相をずらすことによってボールの接触角を任意
に選択可能とした直線運動案内装置において、各ボール間に介在されボールの進行方向前後から各ボー
ルを挟み込んでボールの脱落を防止するボール保持部
と、該ボール保持部間を連結する可撓性の連結部と、を
備えたボールチェインを設け、該ボールチェインのボール保持部を軌道レールと移動ブ
ロックの対応する負荷ボール転走溝内に位置させ、連結
部を負荷ボール転走溝が設けられる移動ブロックと軌道
レールの対向面間の隙間に張り出すように構成し、移動
ブロックと軌道レールの対向面を連結部に近づけて負荷
ボール転走溝の溝深さを深くしたことを特徴とする直線
運動案内装置。
【請求項３】負荷ボール転走溝の断面形状をボールの外
周形状に近似させたことを特徴とする請求項１または２
に記載の直線運動案内装置。
【請求項４】ボールチェインは有端帯状構造である請求
項１，２または３に記載の直線運動案内装置。
【請求項５】負荷ボール転走溝は単一の円弧状断面より
なるサーキュラーアーク溝形状としたことを特徴とする
請求項１乃至４のいずれか一の請求項に記載の直線運動
案内装置。
【請求項６】負荷ボール転走溝の断面形状を、２つの円
弧状断面を有するゴシックアーチ溝形状としたことを特
徴とする請求項１，２，３，４または５に記載の直線運
動案内装置。
【請求項７】負荷ボール転走溝の円弧状断面は、ボール
径の５２パーセントから５０．５パーセント程度に設定
したことを特徴とする請求項５または６に記載の直線運
動案内装置。
【請求項８】移動ブロックの負荷ボール転走溝の側方隣
接部には、ボールチェインの連結部と係合してボールチ
ェインの移動ブロックからの離脱を規制する顎部を備え
たチェイン案内部が設けられている請求項１乃至７のい
ずれか１の請求項に記載の直線運動案内装置。
【請求項９】ボール戻し通路および方向転換路の内周部
の少なくともいずれかが、移動ブロック本体と一体成形
された樹脂成形体によって構成されていることを特徴と
する請求項１，２，３，４，５，６または７に記載の直
線運動案内装置。
【請求項１０】ボール戻し通路，方向転換路の内周部お
よびチェイン案内部の少なくともいずれか一つが、移動
ブロック本体と一体成形された樹脂成形体によって構成
されていることを特徴とする請求項８に記載の直線運動
案内装置。