JP6500983B2 - 転がり案内装置 - Google Patents

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Description

本発明は転がり案内装置に関する。
従来、転がり案内装置として、直線状の案内レールを有する直動案内装置即ちリニアガイド装置、曲線状の案内レールを有する曲線運動案内装置、及びボールねじ装置が知られている。
転がり案内装置のうち例えば直動案内装置には、案内レールに設けられた転動溝とスライダの本体に設けられた転動溝とからなる転動体の転走路と、転走路の両端を連結して転動体を循環させるための循環路が備えられている。循環路はスライダの本体に設けられた直線部（戻し路）とエンドキャップに設けられた曲線部（方向転換路）とからなる。
このような直動案内装置では、スライダを走行させた際に、循環路の曲線部の影響により、転走路から循環路に入る転動体（「入口側転動体」という）の移動量と、循環路から転走路に出る転動体（「出口側転動体」という）の移動量が同じとは限らない。例えば、入口側転動体の移動量が出口側転動体の移動量を上回った場合には、循環路内の転動体は超過密状態になり、転動体の押し合いによって逃げ場を失った出口側転動体は循環路をすべりながら転走路へ進む。この時に摩擦力が突発的に増大するため、循環路や転動体に損傷が生じて直動案内装置の動作不良や故障を招くおそれがある。
斯かる背景の下、転走路及び循環路に転動体とスペーサを交互に配置した直動案内装置が提案されている。例えば、特開２０００−３１４４２０号公報を参照。
特開２０００−３１４４２０号公報
上述のような従来の直動案内装置は、スペーサが略円盤形状又は略角柱形状であるため、転走路と循環路との間や転動体とスペーサとの間に隙間が生じると、スペーサが倒れ、直動案内装置の動作がロックしてしまう。またこのため、組み立ての際には転動体とスペーサとの間隔調整が必要になることに加え、転動体とスペーサを交互に且つ、スペーサが倒れないように配置する作業が煩雑でもあるため、組み立て性が悪い。
そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、組み立てが容易で安定した動作が可能な転がり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は、
第１部材と、第２部材と、前記第１部材と前記第２部材の間に配置された転動体とを有し、前記転動体の転動により前記第２部材が前記第１部材に沿って移動可能な転がり案内装置において、
前記第１部材に形成された転動溝と前記第１部材の転動溝に対向して前記第２部材に形成された転動溝とからなる転走路と、前記第２部材に備えられており前記転走路の始点と終点を連通する循環路とで構成された前記転動体の案内路を有し、
前記転動体は、複数の第１転動体と、弾性材料からなる複数の第２転動体とで構成されており、
前記第１転動体及び前記第２転動体は球形であり、
前記第２転動体は、球形の表面に前記第１転動体と接触して弾性変形する変形部を有し、前記変形部は、前記第２転動体の表面に一体的に設けられた少なくとも１本の突条を有し、
前記循環路に少なくとも１個の前記第２転動体が常に位置することを特徴とする転がり案内装置を提供する。
本発明によれば、組み立てが容易で安定した動作が可能な転がり案内装置を提供することができる。
図１Ａは第１実施形態に係る転がり案内装置である直動案内装置を示す図であり、図１Ｂはエンドキャップの構成を示す図である。 図２は第１実施形態の直動案内装置における案内路内の転動体を示す図である。 図３は第２実施形態に係る転がり案内装置である直動案内装置を示す図である。 図４は第２実施形態の直動案内装置における案内路内の転動体を示す図である。 図５Ａは第１実施形態の直動案内装置、図５Ｂは第２実施形態の直動案内装置、図５Ｃは従来の直動案内装置即ち第１実施形態の直動案内装置において案内路に負荷ボールのみを装填したものにおいて、スライダを４００ｍｍ毎に方向転換して移動させた際に発生する動摩擦力を示すグラフである。 図６Ａは第３実施形態に係る転がり案内装置であるボールねじ装置を示す図であり、図６Ｂはコマ部材の構成を示す図である。 図７Ａは第１変形例に係る弾性ボールの構成を示す上面図であり、図７Ｂは図７Ａの７Ｂ−７Ｂ断面図であり、図７Ｃは案内路内で第１変形例に係る弾性ボールと負荷ボールが接触したときの様子を示す図である。 図８Ａは第２変形例に係る弾性ボールの構成を示す正面図であり、図８Ｂは図８Ａの８Ｂ−８Ｂ断面図であり、図８Ｃは案内路内で第２変形例に係る弾性ボールと負荷ボールが接触したときの様子を示す図であり、図８Ｄは図８Ｃの部分拡大図である。 図９は第３変形例に係る弾性ボールの構成を示す上面図である。 図１０Ａは第４変形例に係る弾性ボールの構成を示す外観図であり、図１０Ｂは図１０Ａの正面図である。 図１１Ａは第４変形例に係る弾性ボールを成形するための金型の構成を示す図であり、図１１Ｂは金型を構成する金型部品の断面図である。 図１２Ａは第５変形例に係る弾性ボールの構成を示す外観図であり、図１２Ｂは当該弾性ボールを成形するための金型を構成する金型部品の断面図であり、図１２Ｃは金型を構成する金型部品の断面図である。 図１３は第６変形例に係る弾性ボールの構成を示す外観図である。 図１４Ａは第７変形例に係る弾性ボールの構成を示す外観図であり、図１４Ｂは当該弾性ボールの部分断面図である。 図１５Ａは第８変形例に係る弾性ボールの構成を示す外観図であり、図１５Ｂは当該弾性ボールの部分断面図である。 図１６Ａは第９変形例に係る弾性ボールの構成を示す上面図であり、図１６Ｂは図１６Ａの１６Ｂ−１６Ｂ断面図である。 図１７Ａ〜図１７Ｄは第１０〜第１３変形例に係る弾性ボールの構成をそれぞれ示す断面図である。
本発明の各実施形態に係る転がり案内装置を添付図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１Ａに示す第１実施形態に係る転がり案内装置である直動案内装置１０は、工作機械、搬送装置、その他の生産設備に用いられるものであり、直線状の案内レール１と、案内レール１に沿って移動可能なスライダ２とからなる。
案内レール１は、略四角柱形状の金属製部材からなり、その両側面には長手方向へ延びる転動溝１ａが２本ずつ形成されている。
スライダ２は、スライダ本体３と、スライダ本体３の長手方向の両端部に取り付けられたエンドキャップ４とからなる。
スライダ本体３は、案内レール１の長手方向へ延在し断面が略コ字状をした金属製部材からなり、案内レール１に跨嵌されている。スライダ本体３において案内レール１の両側面に対向する部分、即ち両側の脚部の内側面には、案内レール１の転動溝１ａに対向して長手方向へ延びる転動溝３ａが２本ずつ形成されている。
スライダ本体３の転動溝３ａと案内レール１の転動溝１ａとは、転動体５の転走路Ｒを構成している。
スライダ本体３の両側の脚部には、転動溝３ａと平行にスライダ本体３の長手方向へ貫通した直線状の戻し路３ｂが２本ずつ形成されている。
エンドキャップ４は、略コ字状の樹脂製部材からなる。図１Ｂにも示すように、エンドキャップ４のスライダ本体３側の面には、方向転換路４ａが両側の脚部に２箇所ずつ形成されている。方向転換路４ａは、図１Ａ及び図２に示すように上記転走路Ｒと戻し路３ｂとを連通するものであり半円弧状をしている。なお、エンドキャップ４は樹脂製に限らず金属製でもよい。
スライダ本体３の戻し路３ｂとエンドキャップ４の方向転換路４ａとは、転動体５を転走路Ｒへ循環させるための循環路Ｃを構成している。なお、スライダ本体３の戻し路３ｂは循環路Ｃの直線部、エンドキャップ４の方向転換路４ａは循環路Ｃの曲線部ともいう。
循環路Ｃと転走路Ｒを合わせて案内路Ｇという。案内路Ｇには、転動体５として多数の負荷ボール５ａと複数の弾性ボール５ｂが装填されている。
以上の構成により、スライダ２は転動体５が上記転走路Ｒを転動することによって案内レール１上を直線運動することができる。なお、転走路Ｒ内を転動した転動体５は、循環路Ｃを経て再度転走路Ｒへ導かれ、転走路Ｒと循環路Ｃを循環することができる。
ここで、転動体５の負荷ボール５ａは、転走路Ｒにおいて直動案内装置１０にかかる外部荷重や予圧により負荷を受けるものであり、球形の金属製部材からなる。負荷ボール５ａの材料は、金属に限られずセラミックス等でもよい。
転動体５の弾性ボール５ｂは、案内路Ｇ内で負荷ボール５ａどうしの押し合い等で生じた力を吸収するものであり、球形の樹脂製部材からなる。弾性ボール５ｂの材料は、負荷ボール５ａよりも軟らかく弾性変形可能な弾性材料であればよい。弾性ボール５ｂの材料の硬さは、ショアＡ硬さ４０〜９９が好ましい。直動案内装置１０の用途により弾性材料には耐油性、耐熱性、耐薬品性が必要となる。例えばゴムに耐油性が必要であればニトリルゴム（ショアＡ硬さ５０〜７０、引張り強さ４．４〜１２．７ＭＰａ、伸び３７０〜４４０％）、耐熱性が必要であればふっ素ゴム（ショアＡ硬さ６０〜８０、引張り強さ１０．８〜１２．５ＭＰａ、伸び２７０〜３３０％）を用いるとよい。また、弾性ボール５ｂの径は負荷ボール５ａの径よりもわずかに小さく設計されている。これにより、負荷ボール５ａ及び弾性ボール５ｂが案内路Ｇをよりスムーズに転動することができる。なお、弾性ボール５ｂの材料には、合成ゴム（例えば水素化ニトリルゴム）、エラストマー（例えばポリエステル系エラストマー、ポリオレフィン系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー）等のプラスチック材料を用いることもできる。弾性ボール５ｂの弾性変形量は材料の硬さを選択することで調整することができる。
本実施形態において、負荷ボール５ａ及び弾性ボール５ｂは、図２に示すように循環路Ｃに少なくとも１個の弾性ボール５ｂが常に位置するように案内路Ｇに装填されている。具体的には、案内路Ｇに９個又は１０個の負荷ボール５ａおきに１個の弾性ボール５ｂを装填することで、案内路Ｇに２個の弾性ボール５ｂを略等間隔に配置している。これにより、スライダ２の走行中、常に弾性ボール５ｂが１個循環路Ｃに存在することになる。
この構成により、案内レール１上でスライダ２を走行させた際に、上述した従来技術のように例えば転走路Ｒから循環路Ｃに入るボール（「入口側ボール」という）の移動量が、循環路Ｃから転走路Ｒに出るボール（「出口側ボール」という）の移動量を上回った場合でも、循環路Ｃ内の負荷ボール５ａの押し合いを弾性ボール５ｂの弾性変形によって解消することができる。このため、出口側ボールが循環路Ｃをすべりながら転走路Ｒへ進むことがないので、突発的な摩擦力の発生をなくすことができ、摩擦力の変動を抑えることができる。図５Ａを参照。したがって、循環路Ｃや負荷ボール５ａに損傷が生じて直動案内装置１０の動作不良や故障を招くおそれがない。
また、本実施形態では、球形の弾性ボール５ｂは上述した従来技術の円盤形のスペーサのように倒れることがない。したがって、直動案内装置１０の動作がロックしてしまうことがない。また、負荷ボール５ａと弾性ボール５ｂとの間隔調整が不要であり、従来技術のような転動体とスペーサを交互に且つ、スペーサが倒れないように配置する煩雑な作業も不要であるため、組み立て性が良い。また、球形の弾性ボール５ｂは円盤形のスペーサに比して変形量が大きいため、前述の突発的な摩擦力の発生及び摩擦力の変動をより良好に抑えることができる。
また、本実施形態では、案内路Ｇに弾性ボール５ｂを略等間隔に配置したことで、弾性ボール５ｂの数を必要最小限に抑えることができる。このため、負荷ボール５ａと弾性ボール５ｂを案内路Ｇへ装填する作業がより容易であり、弾性ボール５ｂのコストも抑えることができる。一方、負荷ボール５ａの数を最大限に確保できるため、直動案内装置１０の負荷容量及び剛性を十分に確保することができる。
なお、本実施形態では、上述のように循環路Ｃに１個の弾性ボール５ｂが常に位置する直動案内装置１０を示している。しかしこれに限られず、負荷ボールの数等に応じて、循環路に２個以上の弾性ボールが常に位置する直動案内装置を構成してもよい。
（第２実施形態）
図３に示す第２実施形態に係る転がり案内装置である直動案内装置２０について、上記第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付して説明を省略し、異なる構成について詳細に説明する。
ここで、上記第１実施形態で述べたように循環路Ｃ内の負荷ボール５ａが超過密状態になった場合、負荷ボール５ａどうしの押し合いにより弾性ボール５ｂが隣接する負荷ボール５ａから受ける押圧力は、その方向が転動体５の進行方向に近いほど効率良く弾性ボール５ｂに加わり、弾性ボール５ｂは効果的に当該押圧力を吸収することができる。
そこで本実施形態の直動案内装置２０では、図５に示すように負荷ボール５ａ及び弾性ボール５ｂは、循環路Ｃの直線部即ちスライダ本体３の戻し路３ｂに少なくとも１個の弾性ボール５ｂが常に位置するように案内路Ｇに装填されている。具体的には、案内路Ｇに６個の負荷ボール５ａおきに１個の弾性ボール５ｂを装填することで、案内路Ｇに３個の弾性ボール５ｂを略等間隔に配置している。これにより、スライダ２の走行中、常に弾性ボール５ｂが１個循環路Ｃの直線部に存在することになる。
この構成により、本実施形態の直動案内装置２０は上記第１実施形態と同様の効果を奏することができる。特に、循環路Ｃの直線部に弾性ボール５ｂを常時配置したことにより、弾性ボール５ｂが受ける前述の押圧力の方向と転動体５の進行方向とが一致する。これにより、押圧力が弾性ボール５ｂに最も効率良く加わり、弾性ボール５ｂが大きく変形してより効果的に押圧力を吸収することができる。このため、負荷ボール５ａのすべりによる突発的な摩擦力の発生及び摩擦力の変動を効果的に抑え、直動案内装置２０の動作不良や故障の発生をより良好に防ぐことができる。図５Ｂを参照。
なお、本実施形態では、上述のように循環路Ｃの直線部に１個の弾性ボール５ｂが常に位置する直動案内装置２０を示している。しかしこれに限られず、負荷ボールの数等に応じて、循環路の直線部に２個以上の弾性ボールが常に位置する直動案内装置を構成してもよい。
なお、第１、第２実施形態では、転動体としてボールを備えた直動案内装置を示している。しかしながら本発明はこれに限られず、転動体としてころを備えた直動案内装置に適用することもできる。また、本発明は直動案内装置に限られず、曲線状の案内レールを有する曲線運動案内装置に適用することもできる。
（第３実施形態）
図６Ａに示す第３実施形態に係る転がり案内装置であるボールねじ装置３０は、ねじ軸３１と、ねじ軸３１に転動体３４を介して螺合したナット３２とからなる。
ねじ軸３１は、細長い円柱形状の金属製部材からなる。ねじ軸３１の外周面には転動溝３１ａが螺旋状に形成されている。
ナット３２は、ねじ軸３１の外径よりも大きな円形の貫通口が形成された略円筒形状の金属製部材からなる。ナット３２の内周面には、ねじ軸３１の転動溝３１ａに対応するように転動溝３２ａが螺旋状に形成されている。
ねじ軸３１はナット３２の貫通口に挿入されており、互いの転動溝３１ａ、３２ａが対向して転走路Ｒを構成している。この転走路Ｒには、後述する転動体３４が装填されており、これによってねじ軸３１とナット３２は螺合している。
ナット３２には、軸方向へ貫通した直線状の戻し路３２ｂが形成されている。ナット３２の軸方向の両端部にはコマ部材３５が埋設されている。
コマ部材３５は、図６Ｂに示すように略三角柱状の樹脂製部材からなり、方向転換路３５ａが形成されている。方向転換路３５ａは、図６Ａに示すように上記転走路Ｒと戻し路３２ｂとを連通するものであり略円弧状をしている。なお、コマ部材３５は樹脂製に限らず金属製でもよい。
ナット３２の戻し路３２ｂとコマ部材３５の方向転換路３５ａとは、転動体３４を転走路Ｒへ循環させるための循環路Ｃを構成している。なお、ナット３２の戻し路３２ｂは循環路Ｃの直線部、コマ部材３５の方向転換路３５ａは循環路Ｃの曲線部ともいう。
循環路Ｃと転走路Ｒを合わせて案内路Ｇという。案内路Ｇには、転動体３４として多数の負荷ボール３４ａと複数の弾性ボール３４ｂが装填されている。
以上の構成により、ねじ軸３１とナット３２のいずれか一方を回転させることで、転動体３４が転走路Ｒ内を転動し、他方を軸方向へ直線移動させることができる。なお、転走路Ｒ内を転動した転動体３４は、循環路Ｃを経て再び転走路Ｒへ導かれ、転走路Ｒと循環路Ｃを循環することができる。
ここで、転動体３４の負荷ボール３４ａは、転走路Ｒにおいてボールねじ装置３０にかかる外部荷重や予圧により負荷を受けるものであり、球形の金属製部材からなる。負荷ボール３４ａの材料は、金属に限られずセラミックス等でもよい。
転動体３４の弾性ボール３４ｂは、案内路Ｇ内で負荷ボール３４ａどうしの押し合い等で生じた力を吸収するものであり、球形の樹脂製部材からなる。弾性ボール３４ｂの材料は、負荷ボール３４ａよりも軟らかく弾性変形可能な弾性材料であればよく、例えばゴム等としてもよい。また、弾性ボール３４ｂの径は負荷ボール３４ａの径よりもわずかに小さく設計されている。これにより、負荷ボール３４ａ及び弾性ボール３４ｂが案内路Ｇをよりスムーズに転動することができる。
本実施形態のボールねじ装置３０では、負荷ボール３４ａ及び弾性ボール３４ｂは、図６Ａに示すように循環路Ｃの直線部即ちナット３２の戻し路３２ｂに少なくとも１個の弾性ボール３４ｂが常に位置するように案内路Ｇに装填されている。具体的には、案内路Ｇに７個又は８個の負荷ボール３４ａおきに１個の弾性ボール３４ｂを装填することで、案内路Ｇに６個の弾性ボール（一部不図示）３４ｂを等間隔に配置している。これにより、ナット３２がねじ軸３１に対して相対的に移動中、常に弾性ボール３４ｂが１個循環路Ｃの直線部に存在することになる。
この構成により、本実施形態のボールねじ装置３０は上記第２実施形態と同様の効果を奏することができる。
なお、本実施形態では、上述のように循環路Ｃの直線部に１個の弾性ボール３４ｂが常に位置するボールねじ装置３０を示している。しかしこれに限られず、負荷ボールの数等に応じて、循環路の直線部に２個以上の弾性ボールが常に位置するボールねじ装置を構成してもよい。
また、本実施形態のボールねじ装置３０は、循環路Ｃの直線部に常時少なくとも１個の弾性ボール３４ｂを配置している点で上記第２実施形態と共通しているが、これに限られず、上記第１実施形態のように循環路Ｃに常時少なくとも１個の弾性ボール３４ｂを配置する構成とすることも勿論可能である。
また本発明は、本実施形態のようなコマ部材３５を備えたボールねじ装置３０に限られず、転動体３４を循環させるためのその他の循環部材、例えばリターンチューブやガイドプレートを備えたボールねじ装置に適用することも可能である。
上記各実施形態によれば、組み立てが容易で安定した動作が可能な転がり案内装置を実現することができる。
ここで、上記第１、第２実施形態の直動案内装置１０、２０及び第３実施形態のボールねじ装置３０で用いた弾性ボール５ｂ、３４ｂは、表面に凹凸のない単純な球体である。このため、弾性ボール５ｂ、３４ｂによる上述の効果、即ち案内路Ｇ内の負荷ボール５ａ、３４ａどうしの押し合いを解消して突発的な摩擦力の発生、摩擦力の変動、騒音の発生等を抑える効果は、主に弾性ボール５ｂ、３４ｂの弾性変形のしやすさに依存する。弾性ボール５ｂ、３４ｂの弾性変形のしやすさ、即ち剛性を調整するためには材質を変更すればよいものの、材質は耐久性、耐摩耗性、耐油性等を考慮する必要があるため自由に選ぶことが難しい。具体的には、弾性ボール５ｂ、３４ｂに弾性変形しにくい弾性材料を用いれば、弾性ボール５ｂ、３４ｂの変形量が不十分となり、前述の効果が小さくなってしまうおそれがある。一方、弾性ボール５ｂ、３４ｂに弾性変形しやすい弾性材料を用いれば、ボール表面がやわらかくなり、耐久性や耐摩耗性が低くなってしまうおそれがある。
そこで、上記第１、第２実施形態の直動案内装置１０、２０及び第３実施形態のボールねじ装置３０では、弾性ボール５ｂ、３４ｂの代わりに、以下に述べる各変形例に係る弾性ボール１０１〜１１３を用いることもできる。なお、各変形例に係る弾性ボール１０１〜１１３は、上記各実施形態における負荷ボール５ａ、３４ａが一例として直径４．７６ｍｍの鋼球であった場合を基準として説明する。
（第１変形例）
図７Ａ及び図７Ｂに示す第１変形例に係る弾性ボール１０１は、球形の樹脂製部材からなり、表面に半球状の突起５０が一体的に複数設けられている。弾性ボール１０１の材料は、第１実施形態の弾性ボール５ｂと同様、負荷ボール５ａ、３４ａよりも軟らかく弾性変形可能な弾性材料であればよく、このことは以下の各変形例においても同様である。突起５０の高さＴは、例えば０．０５〜０．２０ｍｍであることが好ましい。
弾性ボール１０１の最大幅Ｓ、即ち本変形例では任意の突起５０の先端から弾性ボール１０１の中心を挟んでこれに対向する突起５０の先端までの距離は、負荷ボール５ａ、３４ａの直径よりもわずかに小さい。例えば、弾性ボール１０１の最大幅Ｓは負荷ボール５ａ、３４ａの直径よりも０．０２〜０．２０ｍｍ小さいことが好ましい。これにより、弾性ボール１０１は案内路Ｇでつまることなくスムーズに転動することができる。
なお、本変形例における複数の突起５０は、図７Ａに示す弾性ボール１０１の中央の突起５０を基準として放射状に並んで配置されているが、これに限られず弾性ボール１０１の表面にランダムに配置してもよい。また突起５０の形状は半球状に限られず、立方体状等にしてもよい。
斯かる構成の弾性ボール１０１を上記第１〜第３実施形態に用いることにより、図７Ｃに示すように案内路Ｇ内で弾性ボール１０１と負荷ボール５ａ、３４ａが接触したとき、弾性ボール１０１の突起５０が局所的に弾性変形することができる。このため、弾性ボール１０１は表面に凹凸のない球体の弾性ボール５ｂ、３４ｂに比して変形量を大きく確保することができる、即ち弾性変形しやすくなる。したがって、案内路Ｇ内の負荷ボール５ａ、３４ａどうしの押し合いをより良好に解消し、突発的な摩擦力の発生、摩擦力の変動、騒音の発生を効果的に抑えることができる。なお、弾性ボール１０１の弾性変形のしやすさは、突起５０の大きさ、高さ、数、形状、位置等を変更することで容易に調整可能である。
（第２変形例）
図８Ａ及び図８Ｂに示す第２変形例に係る弾性ボール１０２は、球形の樹脂製部材からなり、表面に断面が矩形状の溝５１が複数本設けられている。溝５１は弾性ボール１０２の表面を一周しており、その深さＴは例えば０．０５〜０．２０ｍｍであることが好ましい。なお、溝５１の断面形状は、矩形に限られず、半円状等にしてもよい。斯かる弾性ボール１０２の最大幅Ｓは、上記第１変形例に係る弾性ボール１０１の最大幅Ｓと同様である。
本変形例に斯かる弾性ボール１０２を上記第１〜第３実施形態に用いることにより、図８Ｃに示すように案内路Ｇ内で弾性ボール１０２と負荷ボール５ａ、３４ａが接触したとき、弾性ボール１０２の溝５１の肩部分５１ａが局所的に弾性変形することができる。このため、表面に凹凸のない球体の弾性ボール５ｂ、３４ｂに比して弾性変形しやすくなり、上記第１変形例に係る弾性ボール１０１と同様の効果を奏することができる。なお、弾性ボール１０２の弾性変形のしやすさは、溝５１の大きさ、深さ、数、形状、位置等を変更することで容易に調整可能であり、図８Ｄに示すように溝１５の肩部分５１ａに面取り５２を設け、この面取り５２の大きさを変更することによっても容易に調整可能である。
（第３変形例）
図９に示す第３変形例に係る弾性ボール１０３は、球形の樹脂製部材からなり、第１変形例に係る弾性ボール１０１の突起５０の代わりに、半球状の穴５３を設けたものである。穴５３の深さＴや弾性ボール１０３の最大幅Ｓは、第２変形例に係る弾性ボール１０２の溝５１の深さＴや最大幅Ｓと同様である。
なお、本変形例における複数の穴５３は、図９に示す弾性ボール１０３の中央の穴５３を基準として放射状に並んで配置されているが、これに限られず弾性ボール１０３の表面にランダムに配置してもよい。また、穴５３の形状は半球状に限られず、立方体状等にしてもよい。
斯かる構成の弾性ボール１０３を上記第１〜第３実施形態に用いることにより、上記第２変形例に係る弾性ボール１０２と同様の効果を奏することができる。なお、弾性ボール１０３の弾性変形のしやすさは、穴５３の大きさ、深さ、数、形状、位置等を変更することで容易に調整可能であり、上記第２変形例と同様に穴５３の肩部分に面取りを設け、この面取りの大きさを変更することによっても容易に調整可能である。
（第４変形例）
図１０Ａ及び図１０Ｂに示す第４変形例に係る弾性ボール１０４は、球形の樹脂製部材からなり、表面に互いに垂直に交わる３本の突条５４が一体的に設けられている。突条５４は半円柱状であり、弾性ボール１０４の表面を一周している。突条５４の高さＴは例えば０．０１〜０．２０ｍｍであることが好ましい。突条５４は半円柱状に限られず、三角柱状や四角柱状等でもよい。
弾性ボール１０４の最大幅Ｓ、即ち本変形例では突条５４の先端から弾性ボール１０４の中心を挟んでこれに対向する突条５４の先端までの距離は、第１変形例に係る弾性ボール１０１の最大幅Ｓと同様である。
斯かる弾性ボール１０４を上記第１〜第３実施形態に用いることにより、上記第１変形例に係る弾性ボール１０１と同様の効果を奏することができる。なお、弾性ボール１０４の弾性変形のしやすさは、突条５４の大きさ、高さ、本数、形状、位置等を変更することで容易に調整可能である。
ここで、本変形例に係る弾性ボール１０４は、樹脂等の弾性材料を図１１Ａに示す金型５５を用いて成形することで作製される。金型５５は８つの金型部品５６からなり、図１１Ａに示す４つの金型部品５６に対向してこれらと同様の４つの金型部品５６（不図示）が配置される。金型部品５６は、図１１Ｂに断面を示すように、立方体形状の金属部材からなり、この金属部材の１つの角部を球体の１／８の形状にくり抜いてボール成形面５６ａを設けたものである。また、金型部品５６のボール成形面５６ａの縁部分には、弾性ボール１０４の突条５４を成形するための面取り５７が設けられている。斯かる構成の金型５５を用いることにより、容易に弾性ボール１０４を成形することができる。特に、金型部品５６の面取り５７の大きさ等を変更することにより、突条５４の大きさや形状を容易に調整することができる。
（第５変形例）
図１２Ａに示す第５変形例に係る弾性ボール１０５は、第４変形例に係る弾性ボール１０４の突条５４を一本のみにしたものである。斯かる弾性ボール１０５を上記第１〜第３実施形態に用いても、上記第１変形例に係る弾性ボール１０１と同様の効果を奏することができる。
ここで、本変形例に係る弾性ボール１０５は、樹脂等の弾性材料を図１２Ｂに示す金型５８を用いて成形することで作製される。金型５８は２つの金型部品５９からなり、図１２Ｂに示す金型部品５９に対向してこれと同様の金型部品５９（不図示）が配置される。金型部品５９は、図１２Ｃに断面を示すように、立方体形状の金属部材からなり、この金属部材の１つの面を半球形状にくり抜いてボール成形面５９ａを設けたものである。金型部品５９においてボール成形面５９ａの縁部分には、弾性ボール１０５の突条５４を成形するための面取り６０が設けられている。斯かる構成の金型５８により、第４変形例における金型５５と同様の効果を奏することができる。特に、本変形例では金型部品５９が２つのみであるため、弾性ボール１０５の作製が一層容易となる。
（第６変形例）
図１３Ａに示す第６変形例に係る弾性ボール１０６は、第４変形例に係る弾性ボール１０４に、第１変形例に係る弾性ボール１０１の複数の突起５０をランダムに配置したものである。
斯かる弾性ボール１０６を上記第１〜第３実施形態に用いることにより、上記第１変形例に係る弾性ボール１０１と同様の効果をより良好に奏することができる。特に、本変形例では、弾性ボール１０６の弾性変形のしやすさは、突条５４の大きさや形状を変更するだけでなく、突起５０の大きさ、高さ、数、形状、位置等を変更することによっても容易に調整可能である。このため、弾性ボール１０６の弾性変形のしやすさをさらに細かく調整することができる。
（第７変形例）
図１４Ａ及び図１４Ｂに示す第７変形例に係る弾性ボール１０７は、球形の樹脂製部材からなり、表面に多数の溝６２が設けられている。多数の溝６２は、互いに弾性ボール１０７の中心軸Ｏに対して同心であり、弾性ボール１０７の表面をそれぞれ一周している。図１４Ｂに示すように溝６２は、中心軸Ｏに垂直な平面部６２ａと、中心軸Ｏに平行な壁面部６２ｂとで構成されている。溝６２の深さＴは例えば０．０１〜０．１０ｍｍであることが好ましい。また、溝６２どうしの間隔は例えば０．０５〜２．００ｍｍであることが好ましい。弾性ボール１０７の最大幅Ｓは、第２変形例に係る弾性ボール１０２の最大幅Ｓと同様である。なお、溝６２の形状は前述のものに限られない。
斯かる構成の弾性ボール１０７を上記第１〜第３実施形態に用いることにより、上記第２変形例に係る弾性ボール１０２と同様の効果を奏することができる。なお、弾性ボール１０７の弾性変形のしやすさは、溝６２の大きさ、深さ、数、形状、間隔等を変更することで容易に調整可能である。
（第８変形例）
図１５Ａ及び図１５Ｂに示す第８変形例に係る弾性ボール１０８は、第５変形例に係る弾性ボール１０５に、第７変形例に係る弾性ボール１０７の多数の溝６２を形成してなるものである。
斯かる弾性ボール１０８を上記第１〜第３実施形態に用いることにより、上記第５変形例に係る弾性ボール１０５と同様の効果をより良好に奏することができる。特に、本変形例では、弾性ボール１０８の弾性変形のしやすさは、突条５４の大きさや形状を変更するだけでなく、溝６２の大きさ、深さ、数、形状、間隔等を変更することによっても容易に調整可能である。このため、弾性ボール１０８の弾性変形のしやすさをさらに細かく調整することができる。
（第９変形例）
図１６Ａ及び図１６Ｂに示す第９変形例に係る弾性ボール１０９は、上記第１変形例に係る弾性ボール１０１と略同様の外観をしており、ボール本体部６３と、ボール本体部６３の表面を隙間なく覆うカバー部６４とからなる。
ボール本体部６３は、球形の樹脂製部材からなる。ボール本体部６３の表面には、第１変形例に係る弾性ボール１０１の突起５０と同様の位置に、突起６５が一体的に設けられている。突起６５は、ボール本体部６３の径方向外側へ向かって延びる円柱形状をしており、その先端は半球状となっている。斯かるボール本体部６３には、第１変形例に係る弾性ボール１０１と同じ材料である第１弾性材料が用いられている。
カバー部６４は、球形で中空の樹脂製部材からなる。カバー部６４には、ボール本体部６３の各突起６５に対向する位置に、突起６５を嵌合可能な円形の貫通穴６６が形成されている。これにより、ボール本体部６３の突起６５の半球状部分を貫通穴６６から外部に露出させることができる。斯かるカバー部６４の材料には、第１弾性材料よりも硬質の第２弾性材料が用いられている。第２弾性材料には、第１弾性材料よりも硬度の高いゴム材料又はプラスチック（ポリアミド、ポリアセタール、各種エラストマー）等を採用することが好ましい。
なお、実際には所定の金型を用いてボール本体部６３を成形後、ボール本体部６３を芯材としてボール本体部６３の周りにカバー部６４を成形することが好ましい。また、カバー部６４の貫通穴６６から露出する突起６５の半球状部分の高さや弾性ボール１０９の最大幅は上記第１変形例に係る弾性ボール１０１と同様にすることが好ましい。
斯かる構成の弾性ボール１０９を上記第１〜第３実施形態に用いることにより、上記第１変形例に係る弾性ボール１０１と同様の効果を奏することができる。特に、本変形例では硬質のカバー部６４により耐久性や耐油性を向上させることができる。なお、弾性ボール１０９の弾性変形のしやすさは、突起６５の大きさ、高さ、数、形状、位置等を変更し、これに応じてカバー部６４の貫通穴６６を変更することで容易に調整可能である。
（第１０変形例）
図１７Ａに示す第１０変形例に係る弾性ボール１１０は、ボール本体部６８と、ボール本体部６８の表面を隙間なく覆うカバー部６９とからなる。
ボール本体部６８は、表面に凹凸のない球形の樹脂製部材からなる。ボール本体部６８の材料には、上記第９変形例で述べた第２弾性材料が用いられている。なお、第２弾性材料には、プラスチック、金属、セラミック等を採用してもよい。
カバー部６９は、表面に凹凸のない球形で中空の樹脂製部材からなる。カバー部６９の材料には、上記第９変形例で述べた第１弾性材料が用いられている。カバー部６９の厚み即ち肉厚は、例えば０．５０〜２．００ｍｍであることが好ましい。斯かる構成の弾性ボール１１０の径は、第２変形例に係る弾性ボール１０２の最大幅Ｓと同様にすることが好ましい。
本変形例に係る弾性ボール１１０を上記第１〜第３実施形態に用いることにより、上記第１変形例に係る弾性ボール１０１と同様の効果を奏することができる。なお、弾性ボール１１０の弾性変形のしやすさは、カバー部６９の厚みを変更することで容易に調整可能である。
（第１１変形例）
図１７Ｂに示す第１１変形例に係る弾性ボール１１１は、上記第１０変形例に係る弾性ボール１１０を改良したものである。弾性ボール１１１は、ボール本体部６８の表面であって、第１変形例に係る弾性ボール１０１の突起５０と同様の位置に、円柱形状の凹み部７０が設けられている。また、カバー部６９の内側面であって、ボール本体部６８の凹み部７０に対向する位置に、径方向内側へ延在しており凹み部７０に嵌合可能な円柱形の内側突起７１が設けられている。即ち、カバー部６９において内側突起７１を設けた部分は厚みが大きくなっている。
斯かる構成の弾性ボール１１１を上記第１〜第３実施形態に用いることにより、上記第１０変形例に係る弾性ボール１１０と同様の効果を奏することができる。特に、本変形例に係る弾性ボール１１１は、カバー部６９の内側突起７１を設けた部分が局所的に弾性変形しやすいため、前記効果をより良好に奏することができる。なお、弾性ボール１１１の弾性変形のしやすさは、カバー部６９の厚みを変更するだけでなく、凹み部７０の大きさ、深さ、数、形状、位置等を変更し、これに応じてカバー部６９の内側突起７１を変更することによっても容易に調整可能である。したがって、弾性ボール１１１の弾性変形のしやすさをさらに細かく調整することができる。
（第１２変形例）
図１７Ｃに示す第１２変形例に係る弾性ボール１１２は、上記第１１変形例に係る弾性ボール１１１を改良したものであり、上記第１変形例に係る弾性ボール１０１と同様の外観をしている。本変形例に係る弾性ボール１１２は、カバー部６９の表面において、内側突起１７に対向する位置に、それぞれ半球状の突起７２が一体的に設けられている。なお、突起７２の高さや弾性ボール１１２の最大幅は上記第１変形例に係る弾性ボール１０１と同様にすることが好ましい。
斯かる構成の弾性ボール１１２を上記第１〜第３実施形態に用いることにより、上記第１１変形例に係る弾性ボール１１１と同様の効果を奏することができる。特に、本変形例に係る弾性ボール１１２は、カバー部６９の突起７２が局所的に弾性変形しやすいため、前記効果をより良好に奏することができる。なお、弾性ボール１１２の弾性変形のしやすさは、カバー部６９の厚みを変更すること、凹み部７０の大きさ、深さ、数、形状、位置等を変更しこれに応じてカバー部６９の内側突起７１を変更することだけでなく、突起７２の大きさ、高さ、数、形状、位置等を変更することによっても容易に調整可能である。このため、弾性ボール１１２の弾性変形のしやすさをさらに細かく調整することができる。
（第１３変形例）
図１７Ｄに示す第１３変形例に係る弾性ボール１１３は、上記第１１変形例に係る弾性ボール１１１においてボール本体部６８を排除し、カバー部６９のみとしたものである。
斯かる弾性ボール１１３を上記第１〜第３実施形態に用いることにより、上記第１１変形例に係る弾性ボール１１１と同様の効果を奏することができる。弾性ボール１１３の弾性変形のしやすさは、カバー部６９の厚みを変更すること、内側突起７１の大きさ、高さ、数、形状、位置等を変更することによって容易に調整可能である。なお、本変形例ではカバー部６９の表面に、上記第１２変形例に係る弾性ボール１１２と同様の突起７２を一体的に設けてもよい。
上記各変形例によれば、弾性変形しやすい弾性ボール１０１〜１１３を実現することができる。このため、例えば耐久性、耐摩耗性、耐油性等は高いものの硬質で上記第１〜第３実施形態の弾性ボール５ｂ、３４ｂには不向きだった弾性材料を上記各変形例に係る弾性ボール１０１〜１１３に採用することができ、設計の自由度が飛躍的に向上する。これにより、上記第１〜第３実施形態に用いた際に案内路Ｇ内の負荷ボール５ａ、３４ａどうしの押し合いをより良好に解消し、突発的な摩擦力の発生、摩擦力の変動、騒音の発生を効果的に抑えることができ、かつ耐久性、耐摩耗性、耐油性に優れた弾性ボール１０１〜１１３を実現することができる。
また、各変形例に係る弾性ボール１０１〜１１３は、上述のように突起５０、６５、７２、溝５１、６２、穴５３、突条５４、内側突起７１等の大きさ、数、形状、位置を変更することにより、各々弾性変形のしやすさを容易に調整することができる。このため、前述した突発的な摩擦力の発生、摩擦力の変動、騒音の発生を効果的に抑えることと、耐久性、耐摩耗性、耐油性を十分に確保することとを最も良好なバランスで達成した弾性ボール１０１〜１１３を実現することができる。
１ 案内レール
１ａ 案内レールの転動溝
２ スライダ
３ スライダ本体
３ａ スライダ本体の転動溝
３ｂ スライダ本体の戻し路
４ エンドキャップ
４ａ エンドキャップの方向転換路
５、３４ 転動体
５ａ、３４ａ 負荷ボール
５ｂ、３４ｂ 弾性ボール
１０、２０ 直動案内装置（リニアガイド装置）
３０ ボールねじ装置
３１ ねじ軸
３１ａ ねじ軸の転動溝
３２ ナット
３２ａ ナットの転動溝
３２ｂ ナットの戻し路
３５ コマ部材
３５ａ コマ部材の方向転換路
Ｃ 循環路
Ｇ 案内路
Ｒ 転走路

Claims (10)

  1. 第１部材と、第２部材と、前記第１部材と前記第２部材の間に配置された転動体とを有し、前記転動体の転動により前記第２部材が前記第１部材に沿って移動可能な転がり案内装置において、
    前記第１部材に形成された転動溝と前記第１部材の転動溝に対向して前記第２部材に形成された転動溝とからなる転走路と、前記第２部材に備えられており前記転走路の始点と終点を連通する循環路とで構成された前記転動体の案内路を有し、
    前記転動体は、複数の第１転動体と、弾性材料からなる複数の第２転動体とで構成されており、
    前記第１転動体及び前記第２転動体は球形であり、
    前記第２転動体は、球形の表面に前記第１転動体と接触して弾性変形する変形部を有し、前記変形部は、前記第２転動体の表面に一体的に設けられた少なくとも１本の突条を有し、
    前記循環路に少なくとも１個の前記第２転動体が常に位置することを特徴とする転がり案内装置。
  2. 前記循環路は、直線状の直線部と、曲線状の曲線部とからなり、
    少なくとも１個の前記第２転動体が前記循環路の前記直線部に常に位置することを特徴とする請求項１に記載の転がり案内装置。
  3. 前記第２転動体どうしの前記案内路に沿った間隔が略等しいことを特徴とする請求項１に記載の転がり案内装置。
  4. 前記第２転動体は、前記第１転動体よりも小径であることを特徴とする請求項１に記載の転がり案内装置。
  5. 前記第１転動体は、前記第２転動体よりも硬い金属材料又はセラミックスからなることを特徴とする請求項１に記載の転がり案内装置。
  6. 前記第１部材は、案内レールからなり、
    前記第２部材は、スライダ本体と、エンドキャップとを有することを特徴とする請求項１に記載の転がり案内装置。
  7. 前記循環路は、前記スライダ本体に形成された直線状の戻し路と、前記エンドキャップに形成された曲線状の方向転換路とからなり、
    少なくとも１個の前記第２転動体が前記戻し路に常に位置することを特徴とする請求項６に記載の転がり案内装置。
  8. 前記第１部材は、ねじ軸からなり、
    前記第２部材は、ナットと、前記転動体を循環させるための循環部材とを有することを特徴とする請求項１に記載の転がり案内装置。
  9. 前記循環部材は、前記ナットに埋設されたコマ部材からなり、
    前記循環路は、前記ナットに形成された直線状の戻し路と、前記コマ部材に形成された曲線状の方向転換路とからなり、
    少なくとも１個の前記第２転動体が前記戻し路に常に位置することを特徴とする請求項８に記載の転がり案内装置。
  10. 前記変形部として、前記第２転動体の表面に設けられており、前記第２転動体の中心軸に対して同心な複数の溝を有することを特徴とする請求項１に記載の転がり案内装置。
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