JP2018179290A - ボール収容バンド及び運動案内装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運動案内装置の高精度化、高剛性化を図ることができ、また運動案内装置をコンパクトにすることができるボール収容バンドを提供する。
【解決手段】ボール収容バンド２２は、少なくとも２列の開口部２５ａ，２５ｂを有し、有端状に形成されるバンド２６、及び各列の開口部２５ａ，２５ｂ間に配置される複数のスペーサ２４ａ，２４ｂを含む収容バンド２３と、少なくとも２列の開口部２５ａ，２５ｂに収容される少なくとも２列のボール６ａ，６ｂと、を備える。隣り合う一方の列のボール６ａと他方の列のボール６ｂとを、ボール６ａ間及びボール６ｂ間にスペーサ２４ａ，２４ｂを介在させた状態で千鳥状に配置する。ボール収容バンド２２の長さ方向視において、一方の列のボール６ａと他方の列のボール６ｂとが互いに重なり合う。
【選択図】 図５

Description

本発明は、運動案内装置の循環路に組み込まれるボール収容バンド及び運動案内装置に関する。

運動案内装置は、案内レールと、案内レールに転動体としてのボールを介して相対移動可能に組み付けられるキャリッジと、を備え、テーブル等の可動体の線運動を案内するのに用いられる。キャリッジには、案内レールに対するキャリッジの相対移動に伴って、ボールが循環する循環路が設けられる。循環路は、案内レールとキャリッジとの間の負荷路と、負荷路に略平行な戻し路と、及び前記負荷路と前記戻し路とを繋ぐターン路と、から構成される。

案内レールに対してキャリッジが相対移動すると、案内レールとキャリッジとの間の負荷路をボールが転がる。このとき、複数のボールは同一方向に転がるので、進行方向の前後のボールが擦れ合って、ボールの円滑な転がりが妨げられる。これを防止するために、ボール間にスペーサを介在させ、ボール同士の接触を防止したボール収容バンドが提案されている（特許文献１参照）。

このボール収容バンドは、１列の開口部を有し、有端状に形成されるバンドと、バンドの開口部に収容される１列のボールと、を備える。バンドの開口部間にはスペーサが配置され、ボール間にはスペーサが介在する。

特開２００８−２４９０４３号公報

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高精度の案内を必要とする機械では、静圧案内に変わって、ボール等の転動体を用いた運動案内装置が用いられつつある。理由としては、運動案内装置の案内の精度が向上したこと、静圧案内に比べて運動案内装置の案内の剛性が高いことが挙げられる。

負荷路の有効ボール（すなわち荷重を負荷するボール）の数を増やすことができれば、運動案内装置の高精度化、高剛性化に有利である。このため、運動案内装置のさらなる高精度化、高剛性化を図るために、循環路に２列のボールを配置し、負荷路の有効ボールの個数を増やすことが考えられる。しかし、単に循環路に２列のボールを配置すると、運動案内装置の大型化を招くという課題がある。

そこで、本発明は、運動案内装置の高精度化、高剛性化を図ることができ、また運動案内装置をコンパクトにすることができるボール収容バンド及び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２列の開口部を有し、有端状に形成されるバンド、及び各列の前記開口部間に配置される複数のスペーサを含む収容バンドと、前記少なくとも２列の前記開口部に収容される少なくとも２列のボールと、を備え、隣り合う一方の列の前記ボールと他方の列の前記ボールとを、前記ボール間に前記スペーサを介在させた状態で千鳥状に配置し、前記収容バンドの長さ方向視において、前記一方の列の前記ボールと前記他方の列の前記ボールとが互いに重なり合うボール収容バンドである。

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、負荷路、前記負荷路と略平行な戻し路、前記負荷路と前記戻し路とを接続するターン路を含む循環路を有するキャリッジと、前記循環路に配置され、少なくとも２列のボールを収容するボール収容バンドと、を備え、前記キャリッジのキャリッジ本体には、戻し路構成部材を挿入するための貫通孔が形成され、前記貫通孔の断面形状は、隣接する２つの仮想円が互いに重なる少なくとも２つの前記仮想円を基礎とする運動案内装置である。

本発明の一態様によれば、ボール収容バンドに少なくとも２列のボールを千鳥状に配置するので、限られた寸法内に多数のボールを配置することができ、運動案内装置の高精度化、高剛性化を図ることができる。また、隣り合う２列のボールが交互に循環路の負荷路に進入するので、さらなる低ウェービング（高精度化）を実現できる。さらに、収容バンドの長さ方向視において、少なくとも２列のボールが互いに重なるので、ボール収容バンドの幅をコンパクトにすることができ、ひいては循環路や運動案内装置をコンパクトにすることができる。循環路をコンパクトにすることで、運動案内装置のキャリッジの剛性低下の原因である、キャリッジの袖部が開くような変形も抑制できる。

本発明の他の態様によれば、キャリッジの貫通孔を小さくできるので、キャリッジの剛性低下を防止できる。

本発明の第１の実施形態の運動案内装置の斜視図（一部断面を含む）である。 エンドプレートを取り外した状態の本実施形態の運動案内装置の正面図である。 キャリッジの相対移動方向に直交する本実施形態の運動案内装置の断面図である。 図３のIV拡大図である。 本発明の第１の実施形態のボールリテーナを示す図（図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は側面図）である。 本実施形態のボールリテーナの詳細図（図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は正面図）である。 ２列のボールを横並びにした比較例のボールリテーナの平面図である。 図８（ａ）は、負荷路のボールリテーナと戻し路のボールリテーナとを平行に配置した場合の模式図であり、図８（ｂ）は、負荷路のボールリテーナと戻し路のボールリテーナとをハの字状に配置した場合の模式図である。 図９（ａ）は、長さ方向の両端部を繋げた本実施形態のボールリテーナの平面図を示し、図９（ｂ）は、比較例のボールリテーナの平面図を示す。 本発明の第２の実施形態のボールリテーナを示す図（図１０（ａ）は平面図、図１０（ｂ）は側面図、図１０（ｃ）は正面図）である。 本発明の第２の実施形態の運動案内装置の断面図である。 本発明の第３の実施形態の運動案内装置の断面図である。 ウェービング解析結果を示すグラフである（図１３（ａ）はラジアル方向のウェービング値を示し、図１３（ｂ）はピッチング方向のウェービング値を示す）。

以下、添付図面に基づいて、本発明の実施形態のボール収容バンド及び運動案内装置を説明する。ただし、本発明のボール収容バンド及び運動案内装置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の実施形態のボール収容バンド及び第１の実施形態の運動案内装置）

図１ないし図３は、本発明の第１の実施形態のボール収容バンドとしてのボールリテーナが組み込まれた運動案内装置を示す。図１は、運動案内装置の斜視図である。図２は、エンドプレート５を取り外した状態の運動案内装置の正面図である。図３は、キャリッジ２の相対移動方向に直交する運動案内装置の断面図である。

なお、以下の説明において、説明の便宜上、運動案内装置を水平面に配置し、運動案内装置を正面視したときの方向、すなわち図１ないし図３の上下、左右、前後を用いて運動案内装置の構成を説明する。もちろん、運動案内装置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、運動案内装置は、案内レール１と、案内レール１に相対移動可能に組み付けられるキャリッジ２と、を備える。キャリッジ２の左右には、上下２つのトラック状の循環路７が設けられる。各循環路７には、ボールリテーナ２２が収容される。

案内レール１は、前後方向に長い。案内レール１の上部には、左右方向に突出する突条１１が形成される。案内レール１には、突条１１を挟むようにボール転走溝１２が形成される。図３に示すように、ボール転走溝１２の断面形状は、２つの円弧１ａ，１ａを組み合わせた形状である。２つの円弧１ａ，１ａ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２つの仮想円（２つの仮想円はボール６の円と略等しい）を基礎とする。案内レール１には、案内レール１をベース等に取り付けるための通し孔１ｂが開けられる。

図１に示すように、キャリッジ２は、キャリッジ本体３と、キャリッジ本体３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４と、キャリッジ本体３の両端面にインナープレート４を覆うように取り付けられるエンドプレート５と、を備える。

図３に示すように、キャリッジ本体３は、断面視において逆Ｕ字状であり（図３は右半分のみ示すが、キャリッジ本体３は左右対称である）、案内レール１の上面に対向する中央部３ａと、案内レール１の側面に対向する左右の袖部３ｂと、を有する。キャリッジ本体３の袖部３ｂには、案内レール１のボール転走溝１２に対向する負荷ボール転走溝１３が形成される。負荷ボール転走溝１３の断面形状は、２つの円弧３ｃ，３ｃを組み合わせた形状である。２つの円弧３ｃ，３ｃ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２つの仮想円（２つの仮想円はボール６の円と略等しい）を基礎とする。

図１に示すように、循環路７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。

図３に示すように、負荷路Ｃ１は、キャリッジ本体３の負荷ボール転走溝１３と案内レール１のボール転走溝１２との間に形成される。図２に示すように、キャリッジ本体３には、負荷路Ｃ１のボールリテーナ２２を保持及び案内する保持部２０ａ，２０ｂ，２０ｃが設けられる。

図３に示すように、キャリッジ本体３の袖部３ｂには、負荷ボール転走溝１３と平行に貫通孔１４が形成される。貫通孔１４には、戻し路Ｃ２を形成する戻し路構成部材１５，１５が挿入される。図４の拡大図に示すように、貫通孔１４の断面形状は、互いに重なる２つの仮想円１４ａ，１４ｂを基礎とする。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２つの仮想円３１ａ，３１ｂ（仮想円３１ａ，３１ｂを二点鎖線で示す）を基礎とする。戻し路構成部材１５，１５間には、戻し路Ｃ２のボールリテーナ２２を案内する案内溝１５ａが形成される。

図３のキャリッジ２の断面視において、負荷路Ｃ１におけるボールリテーナ２２と戻し路Ｃ２におけるボールリテーナ２２とは、ハの字状に開く。これは、負荷路Ｃ１でのボール６の接触幅を確保するため、ボールリテーナ２２を接触角線Ｌ１，Ｌ３の方向に垂直に配置し、かつキャリッジ２をコンパクトにするため、戻し路Ｃ２を接触角線Ｌ１，Ｌ３の方向から水平方向Ｌ２にずれた位置に配置するからである。接触角線Ｌ１，Ｌ３の接触角はθ１，θ２である。

図１に示すように、ターン路Ｃ３は、インナープレート４とエンドプレート５との間に形成される。図２に示すように、インナープレート４は、正面視において逆Ｕ字状であり、案内レール１の上面に対向する中央部４ａと、案内レール１の側面に対向する左右一対の袖部４ｂと、を有する。インナープレート４の袖部４ｂには、ターン路Ｃ３の内周側が形成される。

図１に示すように、エンドプレート５も、正面視において逆Ｕ字状であり、案内レール１の上面に対向する中央部５ａと、案内レール１の側面に対向する左右一対の袖部５ｂと、を有する。エンドプレート５の袖部５ｂには、ターン路Ｃ３の外周側が形成される。インナープレート４とエンドプレート５の間には、ターン路Ｃ３のボールリテーナ２２を案内する案内溝が形成される。

図５（ａ）は、本実施形態のボールリテーナ２２の平面図を示し、図５（ｂ）は、本実施形態のボールリテーナ２２の側面図を示す。図５（ａ）（ｂ）に示すように、ボールリテーナ２２は、循環路７から取り出した状態で直線状に延びる。ボールリテーナ２２を循環路７に収容でき、かつボールリテーナ２２が循環路７を循環できるように、ボールリテーナ２２は可撓性を持つ。ボールリテーナ２２は樹脂製である。

ボールリテーナ２２は、２列の開口部２５ａ，２５ｂが千鳥状に（言い換えれば互い違いに）形成される収容バンド２３と、２列の開口部２５ａ，２５ｂに千鳥状に収容される２列のボール６ａ，６ｂと、を備える。収容バンド２３は、２列の開口部２５ａ，２５ｂが形成されるバンド２６と、バンド２６の各列の開口部２５ａ，２５ｂ間に配置される複数のスペーサ２４ａ，２４ｂと、を備える。バンド２６は、一方向に細長く、有端状に形成される。スペーサ２４ａ，２４ｂは、略円筒状であり、長さ方向の両端部にボール６ａ，６ｂの形状に合わせた球面状凹部を有する。スペーサ２４ａ，２４ｂの厚さ（図５（ｂ）の厚さ方向の厚さ）は、バンド２６の中間バンド２６ｃよりも厚い。ボール６ａ間のピッチＡ及びボール６ｂ間のピッチＡ（図６（ａ）参照）を最小にできるように、スペーサ２４ａ，２４ｂは必要な強度を確保した上で最小の長さ（図５（ａ）の長さ方向の長さ）に設計される。

バンド２６は、図５（ａ）の幅方向の両端部に配置されるサイドバンド２６ａ，２６ｂと、隣り合う一方の列のボール６ａ及びスペーサ２４ａと他方の列のボール６ｂ及びスペーサ２４ｂとの間に介在する中間バンド２６ｃ（中間バンド２６ｃにドットを付記する）と、を備える。中間バンド２６ｃは波状に形成されており、山部と、谷部と、を一定のピッチＢで交互に有する。山部の頂部に一方の列のスペーサ２４ａが一体に形成され、谷部の底部に他方の列のスペーサ２４ｂが一体に形成される。ボールリテーナ２２を直線状に延ばした状態において、サイドバンド２６ａ，２６ｂと中間バンド２６ｃとは同一平面Ｐ上に配置される。

図６（ａ）は、ボールリテーナ２２の詳細な平面図を示し、図６（ｂ）は、ボールリテーナ２２の詳細な正面図を示す。図６（ａ）に示すように、隣り合う２列のボール６ａ，６ｂの配置は、ボールピッチＡの半ピッチＢ分長さ方向にずれている。図６（ｂ）に示すように、収容バンド２３の長さ方向視において、一方の列のボール６ａと他方の列のボール６ｂとは互いに重なり合う。このため、図６（ａ）に示すように、中間バンド２６ｃの幅Ｄ（ボール６ｂの中心を通る断面において、一方の列のスペーサ２４ａから他方の列のボール６ｂまでの距離）は、一方の列のスペーサ２４ａから一方の列のボール６ａの端までの距離Ｆよりも小さい。また、図５（ｂ）に示すように、ボールリテーナ２２の幅方向視において、一方の列のボール６ａと他方の列のボール６ｂとが互いに重なり合う。そして、図６（ａ）に示すように、ボールリテーナ２２の平面視において、隣接する３つのボール６ａ，６ａ，６ｂ及び６ａ，６ｂ，６ｂの中心を結んだ仮想三角形が一辺をＣ（Ｃ＝Ａ）とする正三角形に形成される。上記仮想三角形の一辺ＣはボールピッチＡと同じ長さである。

ボール６ｂの中心を通る断面において、中間バンド２６ｃの幅Ｄはサイドバンド２６ｂの幅Ｅ（ボール６ａの中心を通る断面におけるサイドバンド２６ａの幅Ｅに等しい）よりも狭い。中間バンド２６ｃの厚さＧは、サイドバンド２６ａ，２６ｂの厚さＨよりも厚い。中間バンド２６ｃの厚さＧは、中間バンド２６ｃの幅Ｄ以上であり、中間バンド２６ｃの断面形状は、正方形に近い。

図５（ａ）に示すように、ボールリテーナ２２の長さ方向の両端部に配置される端部スペーサ２４ａ１，２４ａ２，２４ｂ１，２４ｂ２の長さ方向の厚さＩは、残りのスペーサ２４ａ，２４ｂの厚さＪよりも薄い。ボールリテーナ２２の長さ方向の一端部において、一方の列の端部スペーサ２４ａ１と他方の列の端部スペーサ２４ｂ１とが段違いに形成される。ボールリテーナ２２の長さ方向の他端部においても、一方の列の端部スペーサ２４ａ２と他方の列の端部スペーサ２４ｂ２とが段違いに形成される。

収容バンド２３は、ボール６ａ，６ｂよりも僅かに大きな中子ボールを金型に入れ、金型に樹脂を射出することで、製造される。収容バンド２３から中子ボールを抜き、替わりにボール６ａ，６ｂを収容バンドに収容することで、ボールリテーナ２２が製造される。

本実施形態のボールリテーナ２２の効果は、以下のとおりである。ボールリテーナ２２に２列のボール６ａ，６ｂを千鳥状に配置するので、限られた寸法内に多数のボール６ａ，６ｂを配置することができ、運動案内装置の高精度化、高剛性化を図ることができる。また、隣り合う２列のボール６ａ，６ｂが交互に負荷路Ｃ１に進入するので、ウェービングに影響するボールピッチがＢ（Ｂ＝Ａ／２）となり、さらなる低ウェービングを実現できる。ボール６ａ，６ｂがキャリッジ２内を循環する過程でボール通過振動（ウェービング）が発生する。ウェービングとは、キャリッジ２がストロークをする際にキャリッジ２とボール６ａ，６ｂの相対位置が変化するため、それに伴いキャリッジ２内の有効ボール数や力のバランスが変化し、微小な姿勢変化や振動が発生することをいう。図７は、２列のボール６ａ´，６ｂ´を横並びにした比較例のボールリテーナ２２´を示す。比較例の場合、２列のボール６ａ´，６ｂ´が負荷路に進入するタイミングは同時であり、ウェービングに影響するボールピッチはＡとなる。本実施形態のように、ウェービングに影響するボールピッチをＢ（Ｂ＝Ａ／２）にすることで、１循環路あたりの有効ボール数を２倍とみなすことができ、低ウェービングを実現できる。

ボールリテーナ２２の長さ方向視において、２列のボール６ａ，６ｂが互いに重なるので、ボールリテーナ２２の幅をコンパクトにすることができ、ひいては循環路７や運動案内装置をコンパクトにすることができる。キャリッジ２には、戻し路構成部材１５，１５を挿入するための貫通孔１４が形成される。貫通孔１４の大きさは、キャリッジ本体３の袖部３ｂが開くような変形に大きな影響を及ぼす。貫通孔１４を小さくすることで、キャリッジ本体３の袖部３ｂが開くような変形を抑制でき、キャリッジ２の剛性低下を防止できる。

中間バンド２６ｃが波状に形成されるので、中間バンド２６ｃに長さ方向にばね性を持たせることができ、循環路７でボールリテーナ２２を多様に湾曲させることができる。本実施形態のように、負荷路Ｃ１のボールリテーナ２２と戻し路Ｃ２のボールリテーナ２２とをハの字状に配置すると、ボールリテーナ２２はターン路Ｃ３で捻れたように湾曲する。中間バンド２６ｃにばね性を持たせることで、ボールリテーナ２２を容易に捻れたように湾曲させることができる。捻れたような湾曲は後述する。

中間バンド２６ｃの幅Ｄがサイドバンド２６ａ，２６ｂの幅Ｅよりも狭いので、ボールリテーナ２２の案内代を確保した上で、ボールリテーナ２２を容易に捻れたように湾曲させることができる。以下にこれを詳述する。図８（ａ）に示すように、負荷路Ｃ１のボールリテーナ２２と戻し路Ｃ２のボールリテーナ２２とを平行に配置した場合、ターン路Ｃ３では、ボールリテーナ２２はボールリテーナ２２の垂直方向に湾曲する。一方、図８（ｂ）に示すように、負荷路Ｃ１のボールリテーナ２２と戻し路Ｃ２のボールリテーナ２２とをハの字状に配置した場合、ターン路Ｃ３では、ボールリテーナ２２は、ボールリテーナ２２の垂直方向のみならず、ボールリテーナ２２の幅方向等にも捻じれたように湾曲する。必要な案内代を確保する必要があることから、サイドバンド２６ａ，２６ｂの幅Ｅを狭くすることはできない。図８（ｂ）に示すように、中間バンド２６ｃの幅Ｄをサイドバンド２６ａ，２６ｂの幅Ｅよりも狭くすることで、ボールリテーナ２２を容易に捻じれたように湾曲させることができる。中間バンド２６ｃの断面を正方形に形成すると、ボールリテーナ２２をより容易に捻じれたように湾曲させることができる。

中間バンド２６ｃの厚さＧがサイドバンド２６ａ，２６ｂの厚さＨよりも厚いので、幅Ｄを狭くした中間バンド２６ｃの強度を確保することができる。

ボールリテーナ２２を直線状に延ばした状態において、サイドバンド２６ａ，２６ｂと中間バンド２６ｃとが同一平面に配置されるので、ボールリテーナ２２をターン路Ｃ３で容易に湾曲させることができる。

ボールリテーナ２２の平面視において、隣接する３つのボール６ａ，６ａ，６ｂ及び６ａ，６ｂ，６ｂの中心を結んだ三角形が正三角形に形成されるので、限られた寸法内に最大限のボール６ａ，６ｂを配置することができる。

図９（ａ）は、長さ方向の両端部を繋げた本実施形態のボールリテーナ２２の平面図を示す。ボールリテーナ２２の両端部を互いに相補的な（言い換えれば互いに噛み合うような）段違いに形成することで、ボール６ａと端部スペーサ２４ａ１，２４ａ２との間のピッチはＢ´となる。仮に図９（ｂ）の比較例に示すように、ボールリテーナ２２´の長さ方向の一端部と他端部とを一直線に形成したとすると、ボール６ａ´と端部スペーサ２４ａ１´，２４ａ２´との間のピッチはＢ´´となり、Ｂ´の約２倍になる。ボールリテーナ２２の長さ方向の両端部を段違いに形成することで、ピッチＢ´´を半減することができ、ＢとＢ´を略等しくすることができる。繋ぎの箇所でもピッチＢが連続するので、ウェービングをより低下させることができる。また、図９（ａ）に示すように、ボールリテーナ２２の長さ方向の一端部の端部スペーサ２４ａ１，２４ｂ１と他端部の端部スペーサ２４ａ２，２４ｂ２との間には、フリーのボールが介在していない。全てのボール６ａ，６ｂが開口部２５ａ，２５ｂに収容されるので、全てのボール６ａ，６ｂの位置を安定させることができる。

キャリッジ２の負荷ボール転走溝１３及び案内レール１のボール転走溝１２の断面形状が互いに重なる２つの仮想円を基礎とするので、負荷路Ｃ１の断面形状をコンパクトにすることができる。

戻し路Ｃ２の断面形状が互いに重なる２つの仮想円３１ａ，３１ｂを基礎とするので、戻し路Ｃ２の断面形状をコンパクトにすることができる。
（第２の実施形態のボールリテーナ）

図１０は、本発明の第２の実施形態のボールリテーナ３２を示す。図１０（ａ）は平面図、図１０（ｂ）は側面図、図１０（ｃ）は正面図である。第２の実施形態では、ボールリテーナ３２に３列のボール６ａ，６ｂ，６ｃを千鳥状に配置している。収容バンド３３は、３列の開口部３５ａ，３５ｂ，３５ｃを有するバンド３６と、各列の開口部３５ａ，３５ｂ，３５ｃ間に配置される複数のスペーサ３４と、を備える。収容バンド３３の３列の開口部３５ａ，３５ｂ，３５ｃには、３列のボール６ａ，６ｂ，６ｃが千鳥状に配置される。１列目のボール６ａと２列目のボール６ｂとの配置は、ボールリテーナ３２の長さ方向にボールピッチの半ピッチ分ずれている。２列目のボール６ｂと３列目のボール６ｃとの配置も、ボールリテーナ３２の長さ方向にボールピッチの半ピッチ分ずれている。１列目のボール６ａと３列目のボール６ｃとの配置は、ボールリテーナ３２の長さ方向にボールピッチ分ずれている。

図１０（ｃ）に示すように、ボールリテーナ３２の長さ方向視において、３列のボール６ａ，６ｂ，６ｃのうち、隣り合う２列のボール６ａ，６ｂが互いに重なり合い、隣り合う２列のボール６ｂ，６ｃが互いに重なり合う。

図１０（ａ）に示すように、収容バンド３３は、収容バンド３３の幅方向の両端部に配置されるサイドバンド３６ａ，３６ｂと、１列目のボール６ａと２列目のボール６ｂとの間に配置される第１中間バンド３６ｃと、２列目のボール６ｂと３列目のボール６ｃとの間に配置される第２中間バンド３６ｄと、を備える。サイドバンド３６ａ，３６ｂ、第１中間バンド３６ｃ、第２中間バンド３６ｄの形状は、第１の実施形態のボールリテーナ２２のサイドバンド２６ａ，２６ｂ、中間バンド２６ｃと略同一である。

ボールリテーナ３２の長さ方向の一端部は、２段の段違いに形成される。ボールリテーナ３２の長さ方向の他端部は、一端部と相補的な２段の段違いに形成される。

第２の実施形態のボールリテーナ３２によれば、ボールリテーナ３２に３列のボール６ａ，６ｂ，６ｃを千鳥状に配置するので、限られた寸法内により多数のボール６ａ，６ｂ，６ｃを配置することができ、運動案内装置のより高精度化、高剛性化を図ることができる。
（第２の実施形態の運動案内装置）

図１１は、本発明の第２の実施形態の運動案内装置の断面図を示す。第２の実施形態の運動案内装置では、循環路７に第１の実施形態のボールリテーナ２２を組み込んでいる。負荷路Ｃ１のボールリテーナ２２と戻し路Ｃ２のボールリテーナ２２とが平行に配置される点が、第１の実施形態の運動案内装置と異なる。その他の構成は、第１の実施形態の運動案内装置と略同一なので、同一の符号を附してその説明を省略する。
（第３の実施形態の運動案内装置）

図１２は、本発明の第３の実施形態の運動案内装置の断面図を示す。第３の実施形態の運動案内装置では、循環路７に第２の実施形態のボールリテーナ３２を組み込んでいる。負荷路Ｃ１のボールリテーナ３２と戻し路Ｃ２のボールリテーナ３２とが平行に配置される。その他の構成は、第１の実施形態の運動案内装置と略同一なので、同一の符号を附してその説明を省略する。

運動案内装置のウェービング解析を行った。解析には、図１に示す運動案内装置を用い、溝適合度はｆ＝０．５１５とした。千鳥状の配置の優位性を確認するため、２列のボール６ａ´，６ｂ´を横並びに配置した場合（図７参照）と２列のボール６ａ，６ｂを千鳥状に配置した場合（図６（ａ）参照）の両方で解析を実施した。解析条件は、荷重Ｆ_Ｚ＝５ｋＮ、予圧無し、クラウニング深さ＝最大弾性変形量＋５μｍとした。ラジアル方向、ピッチング方向のそれぞれで解析した結果を図１３に示す。

図１３の実線は、２列のボール６ａ，６ｂを千鳥状に配置した場合のウェービング値であり、図１３の破線は、２列のボール６ａ´，６ｂ´を横並びに配置した場合のウェービング値である。これらを比較すると、２列のボール６ａ，６ｂを千鳥状に配置した場合、うねりの数は、２列のボール６ａ´，６ｂ´を横並びに配置した場合の２倍あるものの、ウェービング値が大幅に低下することがわかる。これは、２列のボール６ａ，６ｂを千鳥状に配置する場合、負荷路Ｃ１に入るボールピッチが半減するため、振動の回数が増えるものの、１回当たりの振幅が小さくなることを意味する。２列のボール６ａ，６ｂを千鳥状に配置することで、低ウェービングを実現できることが確認できた。

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、循環路に１本のボールリテーナを配置しているが、２本、３本、又は４本等の複数本のボールリテーナを配置することもできる。

上記実施形態のボールリテーナでは、スペーサに球面状凹部を形成し、ボールリテーナがボールを保持するようにしているが、スペーサを例えば板状に形成し、ボールリテーナがボールを保持しないようにすることもできる。

１…案内レール、２…キャリッジ、６，６ａ，６ｂ，６ｃ…ボール、７…循環路、１２…ボール転走溝、１３…負荷ボール転走溝、２２…ボールリテーナ（ボール収容バンド）、２３…収容バンド、２４ａ，２４ｂ…スペーサ、２４ａ１，２４ａ２，２４ｂ１，２４ｂ２…端部スペーサ、２５ａ，２５ｂ…開口部、２６…バンド、２６ａ，２６ｂ…サイドバンド、２６ｃ…中間バンド、３１ａ，３１ｂ…仮想円、３２…ボールリテーナ（ボール収容バンド）、３３…収容バンド、３４…スペーサ、３５ａ，３５ｂ，３５ｃ…開口部、３６…バンド、３６ａ，３６ｂ…サイドバンド、３６ｃ…第１中間バンド（中間バンド）、３６ｄ…第２中間バンド（中間バンド）、Ｃ１…負荷路、Ｃ２…戻し路、Ｃ３…ターン路、Ｄ…中間バンドの幅、Ｅ…サイドバンドの幅、Ｇ…中間バンドの厚さ、Ｈ…サイドバンドの厚さ、Ｉ…端部スペーサの長さ方向の厚さ、Ｊ…スペーサの長さ方向の厚さ、Ｐ…平面

Claims (12)

1. 少なくとも２列の開口部を有し、有端状に形成されるバンド、及び各列の前記開口部間に配置される複数のスペーサを含む収容バンドと、
   前記少なくとも２列の前記開口部に収容される少なくとも２列のボールと、を備え、
   隣り合う一方の列の前記ボールと他方の列の前記ボールとを、前記ボール間に前記スペーサを介在させた状態で千鳥状に配置し、
   前記収容バンドの長さ方向視において、前記一方の列の前記ボールと前記他方の列の前記ボールとが互いに重なり合うボール収容バンド。
2. 前記収容バンドは、前記収容バンドの幅方向の両端部に配置されるサイドバンドと、隣り合う前記一方の列の前記ボール及び前記スペーサと前記他方の列の前記ボール及び前記スペーサとの間に介在する中間バンドと、を含むことを特徴とする請求項１に記載のボール収容バンド。
3. 前記ボールの中心を通る断面において、前記中間バンドの幅が前記サイドバンドの幅よりも狭いことを特徴とする請求項２に記載のボール収容バンド。
4. 前記中間バンドの厚さが前記サイドバンドの厚さより厚いことを特徴とする請求項２又は３に記載のボール収容バンド。
5. 前記ボール収容バンドを直線状に延ばした状態において、前記サイドバンドと前記中間バンドとが同一平面上に配置されることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか一項に記載のボール収容バンド。
6. 前記ボール収容バンドの幅方向視において、前記一方の列の前記ボールと前記他方の列の前記ボールとが互いに重なり合い、
   前記ボール収容バンドの平面視において、隣接する３つの前記ボールの中心を結んだ仮想三角形が正三角形に形成されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載のボール収容バンド。
7. 前記ボール収容バンドの長さ方向の両端部に配置される端部スペーサの前記長さ方向の長さが残りの前記スペーサよりも短く、
   前記ボール収容バンドの前記長さ方向の一端部において、前記一方の列の前記端部スペーサと前記他方の列の前記端部スペーサとが段違いに形成され、
   前記ボール収容バンドの前記長さ方向の他端部において、前記一方の列の前記端部スペーサと前記他方の列の前記端部スペーサとが前記段違いと相補的な段違いに形成され、
   前記ボール収容バンドの前記一端部の前記端部スペーサと前記ボール収容バンドの前記他端部の前記端部スペーサとの間に、ボールが介在しないことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載のボール収容バンド。
8. 前記収容バンドが３列の前記開口部を有し、
   ３列の前記開口部に３列の前記ボールを千鳥状に配置し、
   前記ボール収容バンドの長さ方向視において、３列の前記ボールのうち、隣り合う２列の前記ボールが互いに重なり合う請求項１ないし７のいずれか一項に記載のボール収容バンド。
9. 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、負荷路、前記負荷路と略平行な戻し路、前記負荷路と前記戻し路とを接続するターン路を含む循環路を有するキャリッジと、
   前記循環路に配置される請求項１ないし８のいずれか一項に記載のボール収容バンドと、
   を備える運動案内装置。
10. 前記案内レールのボール転走溝と前記キャリッジの負荷ボール転走溝とが前記負荷路を形成し、
    前記キャリッジの前記負荷ボール転走溝及び前記案内レールの前記ボール転走溝の断面形状は、前記ボールの直径よりも僅かに大きな直径を持ち、互いに重なる２つの仮想円を基礎とすることを特徴とする請求項９に記載の運動案内装置。
11. 前記戻し路の断面形状は、前記ボールの直径よりも僅かに大きな直径を持ち、互いに重なる２つの仮想円を基礎とすることを特徴とする請求項９又は１０に記載の運動案内装置。
12. 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、負荷路、前記負荷路と略平行な戻し路、前記負荷路と前記戻し路とを接続するターン路を含む循環路を有するキャリッジと、
    前記循環路に配置され、少なくとも２列のボールを収容するボール収容バンドと、を備え、
    前記キャリッジのキャリッジ本体には、戻し路構成部材を挿入するための貫通孔が形成され、
    前記貫通孔の断面形状は、隣接する２つの仮想円が互いに重なる少なくとも２つの前記仮想円を基礎とする運動案内装置。

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