WO2025070433A1 - 運動案内装置 - Google Patents
運動案内装置 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2025070433A1 WO2025070433A1 PCT/JP2024/034028 JP2024034028W WO2025070433A1 WO 2025070433 A1 WO2025070433 A1 WO 2025070433A1 JP 2024034028 W JP2024034028 W JP 2024034028W WO 2025070433 A1 WO2025070433 A1 WO 2025070433A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- rail
- guide device
- groove
- motion guide
- ball
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C29/00—Bearings for parts moving only linearly
- F16C29/04—Ball or roller bearings
- F16C29/06—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load
Definitions
- the present invention relates to a motion guide device that has multiple balls interposed between a rail and a carriage to enable rolling motion.
- the motion guide device includes a rail with a rolling groove, and a carriage with a rolling groove, a return path, and a turning path (see Patent Document 1).
- a plurality of balls are arranged in a circulation path including the rolling path, the return path, and the turning path between the rolling groove of the rail and the rolling groove of the carriage.
- the carriage includes a carriage body in which a rolling groove is formed, and a cover member in which a turn circulation groove of the turning path is formed.
- the cover member is called an end plate, end cap, etc.
- the ball 103 that has moved along the rolling path hits the ball scooping portion 112a of the turn circulation groove 112 of the cover member 105, and when viewed in a cross section perpendicular to the rail of the motion guide device, the ball 103 on the rolling groove of the rail is turned in the contact angle direction 111 or in directions A1 and A2 slightly tilted from the contact angle direction 111.
- the ball scooping portion 112a of the cover member 105 that hits the ball 103 moving along the rolling path has a thin edge, and as the speed and acceleration of the ball 103 increases, the stress generated in the ball scooping portion 112a increases, causing the ball scooping portion 112a to break early.
- the present invention was made in consideration of the above problems, and aims to provide a motion guide device that can improve the durability of the cover member.
- one aspect of the present invention is a motion guiding device that includes a rail with a rolling groove, a carriage with a rolling groove, a return path, and a turn path, and a plurality of balls arranged in a circulation path including the rolling path between the rolling groove of the rail and the rolling groove of the carriage, the return path, and the turn path, and the carriage includes a carriage body in which the rolling groove is formed, and a cover member in which a turn circulation groove of the turn path is formed, and the motion guiding device has at least two circulation paths above and below the left and right sides of the motion guiding device, and the ball that has moved along the rolling path is sandwiched between the wall surface of the turn circulation groove of the cover member and the rolling groove of the rail, and in a cross section perpendicular to the rail of the motion guiding device, the ball on the upper rolling groove of the rail turns diagonally downward and/or the ball on the lower rolling groove of the rail turns diagonally upward.
- another aspect of the present invention is a motion guiding device that includes a rail having a rolling groove, a carriage having a rolling groove, a return path, and a turn path, and a plurality of balls arranged in a circulation path including the rolling path between the rolling groove of the rail and the rolling groove of the carriage, the return path, and the turn path, and the carriage includes a carriage body in which the rolling groove is formed, and a cover member in which a turn circulation groove of the turn path is formed, and in which at least two circulation paths are provided above and below the left and right sides of the motion guiding device, the balls that have moved along the rolling path are sandwiched between the wall surface of the turn circulation groove of the cover member and the rolling groove of the rail, and in a cross section perpendicular to the rail of the motion guiding device, the turn circulation groove on the upper side of the cover member is curved convex downward, and/or the turn circulation groove on the lower side of the cover member is curved convex upward.
- the ball scooping portion of the lid member that hits the ball moving along the rolling path can be made thicker, allowing the ball to come into surface contact with the ball scooping portion. This reduces the stress generated in the ball scooping portion, improving the durability of the lid member against repeated use. Furthermore, according to the present invention, the overall height of the motion guide device can be kept low.
- FIG. 1 is a perspective view of a motion guide device according to an embodiment of the present invention
- 3 is a cross-sectional view perpendicular to the rail of the motion guide device of the present embodiment.
- FIG. FIG. 13 is a perspective view of the cover member with the R piece portion attached thereto.
- FIG. 5A is a perspective view of the R piece portion as viewed from the carriage body side
- FIG. 5B is a perspective view of the R piece portion as viewed from the lid member side
- FIG. 5C is a front view of the R piece portion.
- 10 is a cross-sectional view perpendicular to the rail, showing a state in which a ball that has moved along the rolling path is sandwiched between the wall surface of the turn circulating groove of the cover member and the rolling groove of the rail.
- FIG. FIG. 7 is a perspective view of FIG. 11 is a time series diagram showing a state in which the ball turns in the turn circulation groove of the cover member.
- FIG. FIG. 13 is a front view
- motion guide device of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings.
- the motion guide device of the present invention can be embodied in various forms and is not limited to the embodiments described in this specification. This embodiment is provided with the intention of enabling those skilled in the art to fully understand the invention by providing sufficient disclosure in the specification.
- FIG. 1 shows a perspective view of a motion guide device 10 according to one embodiment of the present invention.
- the motion guide device 10 according to this embodiment relates to a small-sized motion guide device known as a miniature guide, but is not limited to this.
- the motion guide device 10 comprises a rail 1 and a carriage 2.
- the rail 1 is attached to a base or the like (not shown).
- the carriage 2 is attached to a table or the like (not shown).
- the carriage 2 is guided by the rail 1 and can move relative to the rail 1.
- the configuration of the motion guide device 10 will be explained below using the directions when the motion guide device 10 is placed on a horizontal plane and viewed from the longitudinal direction of the rail 1, i.e., the up/down, left/right, and front/rear directions in Figures 1 and 2.
- the placement of the motion guide device 10 is not limited to this.
- the rail 1 has a rolling groove 1a.
- the carriage 2 has a rolling groove 4a, a return path C3, and a turning path C2.
- a plurality of balls 3 are arranged on a circulating path 7 including the rolling path C1, the return path C3, and the turning path C2 between the rolling groove 1a of the rail 1 and the rolling groove 4a of the carriage 2.
- the rolling path C1 and the return path C3 are linear.
- the turning path C2 is approximately U-shaped.
- Two circulating paths 7 are provided, one above the other and one below the other, on the left and right sides of the motion guide device 10.
- the upper surface of the rail 1 is formed with a mounting hole 1b for mounting the rail 1 to a base or the like.
- Two rolling grooves 1a are formed on each of the left and right side surfaces of the rail 1.
- Each rolling groove 1a is a circular arc groove.
- Each rolling groove 1a may also be a Gothic arch groove.
- the carriage 2 includes a carriage body 4 in which a rolling groove 4a is formed, a pair of cover members 5 in which a turn circulation groove is formed on the outer periphery of the turn path C2, and a pair of R piece parts 8 (see FIG. 4) that are incorporated into each of the pair of cover members 5 and in which a turn circulation groove is formed on the inner periphery of the turn path C2.
- the cover members 5 are attached to both ends of the carriage body 4.
- Figure 2 shows a cross-sectional view perpendicular to the rail of the motion guide device 10.
- the left half of Figure 2 shows a cross-sectional view along line IIL-IIL in Figure 1 (front view of the carriage body 4), and the right half of Figure 2 shows a cross-sectional view along line IIR-IIR in Figure 1 (front view of the cover member 5).
- the carriage body 4 has a central portion 4-1 that faces the upper surface of the rail 1, and a pair of left and right sleeve portions 4-2 that face the side surfaces of the rail 1.
- An attachment hole 4b is formed in the upper surface of the carriage body 4 for attaching the carriage 2 to a table or the like.
- Two upper and lower rolling grooves 4a in which the balls 3 roll are formed in each of the left and right sleeve portions 4-2 of the carriage body 4.
- Each rolling groove 4a is a circular arc groove.
- Each rolling groove 4a may also be a Gothic arch groove.
- reference numeral 11 indicates the contact angle direction of the ball 3
- reference numeral ⁇ ° indicates the contact angle.
- the contact angle ⁇ ° is not particularly limited, but is set to, for example, 40° to 60°.
- a return path C3 is formed in each of the left and right sleeves 4-2 of the carriage body 4, parallel to the rolling groove 4a.
- the cover member 5 has a central portion 5-1 that faces the top surface of the rail 1, and a pair of left and right sleeve portions 5-2 that face the left and right side surfaces of the rail 1.
- the central portion 5-1 of the cover member 5 is formed with a through hole 5a (see Figure 3) through which a fastening member such as a screw passes to attach the cover member 5 to the carriage body 4.
- the carriage body 4 is formed with a screw hole 4c into which the fastening member screws (see Figure 2).
- Two upper and lower turn circulation grooves 12 for the turn path C2 are formed in each of the left and right sleeve portions 5-2 of the cover member 5. These turn circulation grooves 12 form the outer periphery of the turn path C2.
- the cross-sectional shape of the turn circulation groove 12 is not particularly limited, and is formed, for example, as a Gothic arch groove.
- the cross-sectional shape of the turn circulation groove 12 may also be formed as a circular arc groove.
- the inner periphery of the turn path C2 is formed by the R piece portion 8 described below.
- a recess 5d is formed in each of the left and right sleeves 5-2 of the cover member 5.
- a roughly semi-cylindrical R piece portion 8 is provided in this recess 5d as a component of the inner circumference of the turn path.
- two upper and lower turn circulation grooves 13 of the turn path C2 are formed on the outer peripheral surface of the R piece portion 8.
- the turn circulation groove 13 of the R piece portion 8 constitutes the inner circumference of the turn path C2.
- the cross-sectional shape of the turn circulation groove 13 is not particularly limited, and is formed as a Gothic arch groove, for example.
- the cross-sectional shape of the turn circulation groove 13 may be formed as a circular arc groove.
- An inner plate (not shown) may be provided on the end face of the carriage body 4, and the R piece portion 8 may be formed on the inner plate.
- the ball 3 that has moved along the rolling path C1 is sandwiched between the wall surface 12a of the turn circulation groove 12 of the cover member 5 and the rolling groove 1a of the rail 1.
- the hatching in Figure 6(a) indicates the end surface of the cover member 5 on the carriage body 4 side.
- the wall surface 12a of the turn circulation groove 12 of the cover member 5 and the rolling groove 1a of the rail 1 turn the sandwiched ball 3 in the turn track direction A.
- This turn track direction A is the same as the tangent direction at the start point of the turn circulation groove 12.
- the clamping angle ⁇ ° determined by the contact point P1 (center of the ball scooping portion 13 in FIG. 7) between the wall surface 12a of the turn circulation groove 12 of the cover member 5 and the ball 3, the contact point P2 (center of the contact ellipse 14 in FIG. 7) between the rolling groove 1a of the rail 1 and the ball 3, and the center O of the ball 3 is set to less than 180°.
- a reaction force F1 acts on the ball 3 from the wall surface 12a of the turn circulation groove 12 of the cover member 5, and a reaction force F2 acts on the ball 3 from the rolling groove 1a of the rail 1.
- the turning track angle ⁇ ° determined by the horizontal line H and the turning track direction A of the ball 3 on the rolling groove 1a of the rail 1 is set as follows. 0° ⁇ ° ⁇ 90°- ⁇ °- ⁇ °
- ⁇ ° is the contact angle
- ⁇ ° is the angle of the effective range of the rolling groove 1a of the rail 1
- e is the end of the effective range of the rolling groove 1a of the rail 1.
- the cross-sectional shape of the rolling groove 1a of the rail 1 changes from concave to convex at e.
- the ball 3 on the upper rolling groove 1a of the rail 1 can be turned in the diagonally downward turn trajectory direction A1, and the ball 3 on the lower rolling groove 1a of the rail 1 can be turned in the diagonally upward turn trajectory direction A2.
- the turn trajectory angle ⁇ ° smaller than 90°- ⁇ °- ⁇ °, the ball 3 can be turned in the turn trajectory directions A1 and A2 without interfering with the end e of the effective range of the rolling groove 1a of the rail 1. If the turn trajectory angle ⁇ ° is greater than 90°- ⁇ °- ⁇ °, the ball 3 cannot get over the end e of the effective range of the rolling groove 1a of the rail 1.
- the ball 3 that has turned in the turn trajectory direction A turns along the upper and lower turn circulation grooves 12.
- the upper and lower turn circulation grooves 12 are formed in a roughly U-shape, so the upper and lower balls 3 turn while moving toward the back side of the paper of Figures 8(a) to (d).
- the upper turn circulation groove 12 is curved convexly downward, and the lower turn circulation groove 12 is curved convexly upward. If the upper and lower balls 3 are turned linearly in the turn track directions A1 and A2, the upper and lower turn circulation grooves 12 will interfere with each other. By curving the upper turn circulation groove 12 convexly downward and curving the lower turn circulation groove 12 convexly upward, it is possible to prevent the upper and lower turn circulation grooves 12 from interfering with each other.
- the turn circulation groove 12 of the cover member 5 is curved, for example, in the shape of an arc with a radius of R.
- the shape of the turn circulation groove 12 is not particularly limited, and may be a shape that combines straight lines and curves, or a shape that combines multiple arcs with different radii. However, in order to allow the ball 3 to move smoothly, it is desirable for the turn circulation groove 12 to have a shape that is continuous in the tangential direction.
- the dashed line in Figure 2 indicates the center line of the turn path C2.
- the turn circulation groove 13 of the R piece part 8 is formed in a shape corresponding to the turn circulation groove 12 of the cover member 5. That is, in a front view of the R piece part 8, the turn circulation groove 13 of the R piece part 8 is curved, for example, an arc shape with a radius R.
- the shape of the turn circulation groove 13 is not particularly limited, and may be a shape combining straight lines and curves, or a shape combining multiple arcs with different radii. However, in order to move the ball 3 smoothly, it is desirable for the turn circulation groove 13 to have a shape that is continuous in the tangent direction.
- the dashed line in FIG. 5(c) indicates the center line of the turn path C2.
- the ball 3 that has moved along the rolling path C1 is sandwiched between the wall surface 12a of the turn circulation groove 12 of the cover member 5 and the rolling groove 1a of the rail 1, and in a cross-sectional view perpendicular to the rail of the motion guide device 10, the ball 3 on the upper rolling groove 1a of the rail 1 is turned diagonally downward, and the ball 3 on the lower rolling groove 1a of the rail 1 is turned diagonally upward, so that the ball scooping portion 13 of the cover member 5 can be made thick, and the ball 3 and the ball scooping portion 13 can be in surface contact.
- the overall height of the motion guide device 10 can be kept low.
- the clamping angle ⁇ ° of the ball 3 is set to less than 180°, so the ball 3 can be smoothly turned in the turning track direction A.
- the turning track angle ⁇ ° determined by the horizontal line H and the turning track direction A is set to 0° ⁇ ° ⁇ 90°- ⁇ °- ⁇ °, so that the ball 3 can be turned in the turning track direction A without interfering with the end e of the effective range of the rolling groove 1a of the rail 1.
- the turn circulation groove 12 on the upper side of the cover member 5 is curved convexly downward, and the turn circulation groove 12 on the lower side of the cover member 5 is curved convexly upward, so that even if the upper and lower balls 3 are turned in the turn track direction A, the upper and lower turn circulation grooves 12 can be prevented from interfering with each other.
- the ball 3 that has moved along the rolling path C1 is sandwiched between the wall surface 12a of the turn circulation groove 12 of the cover member 5 and the rolling groove 1a of the rail 1, and in a cross-sectional view of the motion guide device 10 perpendicular to the rail, the turn circulation groove 12 on the upper side of the cover member 5 is curved convexly downward and the turn circulation groove 12 on the lower side of the cover member 5 is curved convexly upward, so that the turn trajectory direction A of the upper and lower balls 3 can be greatly tilted from the contact angle direction 11 of the ball 3.
- the overall height of the motion guide device 10 can be kept low.
- the ball on the upper rolling groove of the rail is turned diagonally downward, and the ball on the lower rolling groove of the rail is turned diagonally upward, but the ball on the upper rolling groove of the rail may be turned diagonally downward, or the ball on the lower rolling groove of the rail may be turned diagonally upward.
- the turn circulation groove on the upper side of the lid member is curved convexly downward, and the turn circulation groove on the lower side of the lid member is curved convexly upward, but the turn circulation groove on the upper side of the lid member may be curved convexly downward, or the turn circulation groove on the lower side of the lid member may be curved convexly upward.
- two circulation paths are provided on the left and right sides of the motion guide device, one above the other, but three or more circulation paths may be provided on the left and right sides of the motion guide device, one above the other.
- the ball contact structure is a DF contact structure, but the ball contact structure may also be a DB contact structure.
- a DF contact structure is a structure configured such that the intersection of the contact angle line of the upper ball and the contact angle line of the lower ball intersect on the inside of the rail
- a DB contact structure is a structure configured such that the intersection intersects on the outside of the rail.
- the contact angle line is a line connecting the contact point between the ball and the rolling groove of the rail and the contact point between the ball and the rolling groove of the rail.
- an outer block type motion guide device was described in which a carriage with a U-shaped cross section straddles a rail, but an inner block type motion guide device in which a carriage is built into a rail with a U-shaped cross section may also be used.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)
Abstract
蓋部材の耐久性を向上させることができる運動案内装置を提供する。 運動案内装置（１０）の左右それぞれの上下に少なくとも２つの循環路を設ける。転動路を移動したボール（３）を蓋部材（５）のターン循環溝（１２）の壁面（１２ａ）とレール（１）の転動溝（１ａ）との間で挟み込み、運動案内装置（１０）のレール直角断面視において、レール（１）の上側の転動溝（１ａ）上のボール（３）を斜め下方向（Ａ１）にターンさせ、及び／又はレール（１）の下側の転動溝（１ａ）上のボール（３）を斜め上方向（Ａ２）にターンさせる。
Description
本発明は、レールとキャリッジとの間に転がり運動可能に複数のボールを介在させた運動案内装置に関する。
運動案内装置は、転動溝を有するレールと、転動溝、戻し路、ターン路を有するキャリッジと、を備える（特許文献１参照）。レールの転動溝とキャリッジの転動溝との間の転動路、戻し路、及びターン路を含む循環路には、複数のボールが配置される。
キャリッジは、転動溝が形成されるキャリッジ本体と、ターン路のターン循環溝が形成される蓋部材と、を備える。蓋部材は、エンドプレート、エンドキャップ等と呼ばれる。
従来の運動案内装置においては、図９に示すように転動路を移動したボール１０３を蓋部材１０５のターン循環溝１１２のボール掬い部１１２ａに当て、運動案内装置のレール直角断面視において、レールの転動溝上のボール１０３を接触角方向１１１又は接触角方向１１１から僅かに傾けた方向Ａ１，Ａ２にボール１０３をターンさせている。
しかし、従来の運動案内装置においては、転動路を移動したボール１０３が当たる蓋部材１０５のボール掬い部１１２ａが薄肉のエッジになってしまい、ボール１０３の速度・加速度が大きくなると、ボール掬い部１１２ａに発生する応力が高くなり、ボール掬い部１１２ａが早期に破損するという課題がある。
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、蓋部材の耐久性を向上させることができる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、転動溝を有するレールと、転動溝、戻し路、ターン路を有するキャリッジと、前記レールの転動溝と前記キャリッジの転動溝との間の転動路、前記戻し路、及び前記ターン路を含む循環路に配置される複数のボールと、を備え、前記キャリッジは、前記転動溝が形成されるキャリッジ本体と、前記ターン路のターン循環溝が形成される蓋部材と、を備え、運動案内装置の左右それぞれの上下に少なくとも２つの循環路が設けられる運動案内装置において、前記転動路を移動したボールを前記蓋部材のターン循環溝の壁面と前記レールの転動溝との間で挟み込み、前記運動案内装置のレール直角断面視において、前記レールの上側の転動溝上のボールを斜め下方向にターンさせ、及び／又は前記レールの下側の転動溝上のボールを斜め上方向にターンさせる運動案内装置である。
上記課題を解決するために、本発明の他の態様は、転動溝を有するレールと、転動溝、戻し路、ターン路を有するキャリッジと、前記レールの転動溝と前記キャリッジの転動溝との間の転動路、前記戻し路、及び前記ターン路を含む循環路に配置される複数のボールと、を備え、前記キャリッジは、前記転動溝が形成されるキャリッジ本体と、前記ターン路のターン循環溝が形成される蓋部材と、を備え、運動案内装置の左右それぞれの上下に少なくとも２つの循環路が設けられる運動案内装置において、前記転動路を移動したボールを前記蓋部材のターン循環溝の壁面と前記レールの転動溝との間で挟み込み、前記運動案内装置のレール直角断面視において、前記蓋部材の上側のターン循環溝が下に凸に湾曲し、及び／又は前記蓋部材の下側のターン循環溝が上に凸に湾曲する運動案内装置である。
本発明によれば、転動路を移動したボールが当たる蓋部材のボール掬い部を厚肉にすることができ、ボールとボール掬い部とを面接触させることができる。このため、ボール掬い部に発生する応力を低減することができ、蓋部材の繰り返し耐久性を向上させることができる。また、本発明によれば、運動案内装置の全高を低く抑えることができる。
以下、添付図面に基づいて、本発明の運動案内装置を説明する。ただし、本発明の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。
図１は、本発明の一実施形態の運動案内装置１０の斜視図を示す。本実施形態の運動案内装置１０は、ミニチュアガイドと呼ばれる小型の運動案内装置に関するが、これには限定されない。
運動案内装置１０は、レール１と、キャリッジ２と、を備える。レール１は、図示しないベース等に取り付けられる。キャリッジ２は、図示しないテーブル等に取り付けられる。キャリッジ２は、レール１に案内されていて、レール１に対して相対移動可能である。
以下では、説明の便宜上、水平面に配置した運動案内装置１０をレール１の長さ方向から見たときの方向、すなわち図１、図２の上下、左右、前後を用いて運動案内装置１０の構成を説明する。もちろん、運動案内装置１０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、レール１は、転動溝１ａを有する。キャリッジ２は、転動溝４ａ、戻し路Ｃ３、ターン路Ｃ２を有する。レール１の転動溝１ａとキャリッジ２の転動溝４ａとの間の転動路Ｃ１、戻し路Ｃ３、及びターン路Ｃ２を含む循環路７には、複数のボール３が配置される。転動路Ｃ１と戻し路Ｃ３は、直線状である。ターン路Ｃ２は、略Ｕ字状である。循環路７は、運動案内装置１０の左右それぞれの上下に２つ設けられる。
レール１の上面には、レール１をベース等に取り付けるための取付け穴１ｂが形成される。レール１の左右の側面それぞれには、上下２条の転動溝１ａが形成される。各転動溝１ａは、サーキュラーアーク溝である。各転動溝１ａは、ゴシックアーチ溝でもよい。
キャリッジ２は、転動溝４ａが形成されるキャリッジ本体４と、ターン路Ｃ２の外周側のターン循環溝が形成される一対の蓋部材５と、一対の各蓋部材５に組み込まれ、ターン路Ｃ２の内周側のターン循環溝が形成される一対のＲピース部８（図４参照）と、を備える。蓋部材５は、キャリッジ本体４の両端に取り付けられる。
図２は、運動案内装置１０のレール直角断面図を示す。図２の左側半分は図１のIIL-IIL線断面図（キャリッジ本体４の正面図）を示し、図２の右側半分は図１のIIR-IIR線断面図（蓋部材５の正面図）を示す。
図２の左側半分に示すように、キャリッジ本体４は、レール１の上面に対向する中央部４－１と、レール１の側面に対向する左右一対の袖部４－２と、を有する。キャリッジ本体４の上面には、キャリッジ２をテーブル等に取り付けるための取付け穴４ｂが形成される。キャリッジ本体４の左右の袖部４－２それぞれには、ボール３が転動する上下２条の転動溝４ａが形成される。各転動溝４ａは、サーキュラーアーク溝である。各転動溝４ａは、ゴシックアーチ溝でもよい。
図２の符号１１はボール３の接触角方向を示し、符号θ°は接触角を示す。接触角θ°は、特に限定されるものではないが、例えば４０°～６０°に設定される。キャリッジ本体４の左右の袖部４－２それぞれには、転動溝４ａと平行に戻し路Ｃ３が形成される。
図２の右側半分及び図３に示すように、蓋部材５は、レール１の上面に対向する中央部５－１と、レール１の左右の側面に対向する左右一対の袖部５－２と、を有する。蓋部材５の中央部５－１には、蓋部材５をキャリッジ本体４に取り付けるためのねじ等の締結部材が通る通し穴５ａ（図３参照）が形成される。キャリッジ本体４には、締結部材が螺合するねじ穴４ｃが形成される（図２参照）。
蓋部材５の左右の袖部５－２それぞれには、上下２条のターン路Ｃ２のターン循環溝１２が形成される。このターン循環溝１２は、ターン路Ｃ２の外周側を構成する。ターン循環溝１２の断面形状は、特に限定されるものでなく、例えばゴシックアーチ溝に形成される。ターン循環溝１２の断面形状は、サーキュラーアーク溝に形成されてもよい。ターン路Ｃ２の内周側は、後述するＲピース部８によって構成される。
図４に示すように、蓋部材５の左右の袖部５－２それぞれには、凹部５ｄが形成される。この凹部５ｄには、ターン路内周側構成部材としての略半円柱状のＲピース部８が設けられる。図５（ａ）（ｂ）に示すように、Ｒピース部８の外周面には、上下２条のターン路Ｃ２のターン循環溝１３が形成される。Ｒピース部８のターン循環溝１３は、ターン路Ｃ２の内周側を構成する。ターン循環溝１３の断面形状は、特に限定されるものでなく、例えばゴシックアーチ溝に形成される。ターン循環溝１３の断面形状は、サーキュラーアーク溝に形成されてもよい。なお、キャリッジ本体４の端面に図示しないインナープレートを設け、インナープレートにＲピース部８を形成してもよい。
図６（ａ）に示すように、転動路Ｃ１を移動したボール３は、蓋部材５のターン循環溝１２の壁面１２ａとレール１の転動溝１ａとの間に挟み込まれる。図６（ａ）のハッチングは、蓋部材５のキャリッジ本体４側の端面を示す。図６（ａ）に示す運動案内装置１０のレール直角断面視において、蓋部材５のターン循環溝１２の壁面１２ａとレール１の転動溝１ａは、挟み込んだボール３をターン軌道方向Ａにターンさせる。このターン軌道方向Ａは、ターン循環溝１２の始点における接線方向と同一である。
ここで、ターン軌道方向Ａをボール３の接触角方向１１（図２参照）から傾ければ傾けるほど、図７に示すように、転動路Ｃ１を移動したボール３が当たる蓋部材５のボール掬い部１３（接触楕円）をターン循環溝１２のエッジ１２ｂから離すことができる。したがってボール掬い部１３を厚肉にし、ボール掬い部１３とボール３との接触を面接触にすることができる。ボール３は、ターン循環溝１２のエッジ１２ｂに当たることなくターンする。符号Ｌは、エッジ５ｂからボール掬い部１３までの距離であり、符号１４は、レール１の転動溝１ａとボール３との接触楕円である。
ターン軌道方向Ａをボール３の接触角方向１１から大きく傾けるために、図２の右側半分に示すように、運動案内装置１０のレール直角断面視において、レール１の上側の転動溝１ａ上のボール３を斜め下方向のターン軌道方向Ａ１にターンさせ、レール１の下側の転動溝１ａ上のボール３を斜め上方向のターン軌道方向Ａ２にターンさせる。
図６（ａ）に示すように、運動案内装置１０のレール直角断面視において、蓋部材５のターン循環溝１２の壁面１２ａとボール３との接触点Ｐ１（図７のボール掬い部１３の中心）、レール１の転動溝１ａとボール３との接触点Ｐ２（図７の接触楕円１４の中心）、ボール３の中心Ｏによって定められる挟み込み角度γ°は、１８０°未満に設定される。ボール３には、蓋部材５のターン循環溝１２の壁面１２ａから反力Ｆ１が働き、レール１の転動溝１ａから反力Ｆ２が働く。挟み込み角度γを１８０°未満に設定することで、２つの反力Ｆ１，Ｆ２の合力をターン軌道方向Ａに向けることができ、ボール３をターン軌道方向Ａに円滑に移動させることができる。
図６（ｂ）に示すように、運動案内装置１０のレール直角断面視において、水平線Ｈとレール１の転動溝１ａ上のボール３のターン軌道方向Ａによって定められるターン軌道角度α°は、以下のように設定される。
０°＜α°＜９０°－θ°－β°
ここで、θ°は接触角、β°はレール１の転動溝１ａの有効範囲の角度であり、接触角方向１１と、符号ｅとボール３の中心Ｏを結ぶ線１５とのなす角度である。ｅはレール１の転動溝１ａの有効範囲の端である。レール１の転動溝１ａの断面形状は、ｅにおいて凹から凸に変化する。
０°＜α°＜９０°－θ°－β°
ここで、θ°は接触角、β°はレール１の転動溝１ａの有効範囲の角度であり、接触角方向１１と、符号ｅとボール３の中心Ｏを結ぶ線１５とのなす角度である。ｅはレール１の転動溝１ａの有効範囲の端である。レール１の転動溝１ａの断面形状は、ｅにおいて凹から凸に変化する。
ターン軌道角度α°を０°より大きくすることで、レール１の上側の転動溝１ａ上のボール３を斜め下方向のターン軌道方向Ａ１にターンさせることができ、レール１の下側の転動溝１ａ上のボール３を斜め上方向のターン軌道方向Ａ２にターンさせることができる。ターン軌道角度α°を９０°－θ°－β°より小さくすることで、ボール３がレール１の転動溝１ａの有効範囲の端ｅに干渉することなく、ボール３をターン軌道方向Ａ１，Ａ２にターンさせることができる。ターン軌道角度α°が９０°－θ°－β°より大きいと、ボール３がレール１の転動溝１ａの有効範囲の端ｅを乗り越えることができない。
図８（ａ）～（ｄ）に示すように、ターン軌道方向Ａにターンしたボール３は、上下のターン循環溝１２に沿ってターンする。運動案内装置１０の平面視において、上下のターン循環溝１２は略Ｕ字状に形成されるので、上下のボール３は図８（ａ）～（ｄ）の紙面の奥側に移動しながらターンする。
図２の右側半分に示すように、運動案内装置１０のレール直角断面視において、上側のターン循環溝１２は下に凸に湾曲し、下側のターン循環溝１２は上に凸に湾曲する。上下のボール３をターン軌道方向Ａ１，Ａ２に直線的にターンさせると、上下のターン循環溝１２が互いに干渉してしまう。上側のターン循環溝１２を下に凸に湾曲させ、下側のターン循環溝１２を上に凸に湾曲させることで、上下のターン循環溝１２が干渉するのを防止することができる。
運動案内装置１０のレール直角断面視において、蓋部材５のターン循環溝１２は、曲線状であり、例えば半径Ｒの円弧状である。ターン循環溝１２の形状は、特に限定されるものではなく、直線と曲線を組み合わせた形状でもよいし、半径の異なる複数の円弧を組み合わせた形状でもよい。ただし、ボール３を円滑に移動させるために、ターン循環溝１２は接線方向が連続する形状であるのが望ましい。図２の一点鎖線はターン路Ｃ２の中心線を示す。
図５（ｃ）に示すように、Ｒピース部８のターン循環溝１３は、蓋部材５のターン循環溝１２に対応する形状に形成される。すなわち、Ｒピース部８の正面視において、Ｒピース部８のターン循環溝１３は、曲線状であり、例えば半径Ｒの円弧状である。ターン循環溝１３の形状は、特に限定されるものではなく、直線と曲線を組み合わせた形状でもよいし、半径の異なる複数の円弧を組み合わせた形状でもよい。ただし、ボール３を円滑に移動させるために、ターン循環溝１３は接線方向が連続する形状であるのが望ましい。図５（ｃ）の一点鎖線はターン路Ｃ２の中心線を示す。
以下に、本実施形態の運動案内装置１０の効果を説明する。
転動路Ｃ１を移動したボール３を蓋部材５のターン循環溝１２の壁面１２ａとレール１の転動溝１ａとの間で挟み込み、運動案内装置１０のレール直角断面視において、レール１の上側の転動溝１ａ上のボール３を斜め下方向にターンさせ、レール１の下側の転動溝１ａ上のボール３を斜め上方向にターンさせるので、蓋部材５のボール掬い部１３を厚肉にすることができ、ボール３とボール掬い部１３とを面接触させることができる。また、運動案内装置１０の全高を低く抑えることができる。
運動案内装置１０のレール直角断面視において、ボール３の挟み込み角度γ°を１８０°未満に設定するので、ボール３を円滑にターン軌道方向Ａにターンさせることができる。
運動案内装置１０のレール直角断面視において、水平線Ｈとターン軌道方向Ａによって定められるターン軌道角度α°を０°＜α°＜９０°－θ°－β°に設定するので、ボール３がレール１の転動溝１ａの有効範囲の端ｅに干渉することなく、ボール３をターン軌道方向Ａにターンさせることができる。
運動案内装置１０のレール直角断面視において、蓋部材５の上側のターン循環溝１２が下に凸に湾曲し、蓋部材５の下側のターン循環溝１２が上に凸に湾曲するので、上下のボール３をターン軌道方向Ａにターンさせても、上下のターン循環溝１２が干渉するのを防止することができる。
また、転動路Ｃ１を移動したボール３を蓋部材５のターン循環溝１２の壁面１２ａとレール１の転動溝１ａとの間で挟み込み、運動案内装置１０のレール直角断面視において、蓋部材５の上側のターン循環溝１２が下に凸に湾曲し、蓋部材５の下側のターン循環溝１２が上に凸に湾曲するので、上下のボール３のターン軌道方向Ａをボール３の接触角方向１１から大きく傾けることができる。このため、蓋部材５のボール掬い部１３を厚肉にすることができ、ボール３とボール掬い部１３とを面接触させることができる。また、運動案内装置１０の全高を低く抑えることができる。
なお、本発明は上記実施形態に具現化されるの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他の実施形態に具現化可能である。
上記実施形態では、レールの上側の転動溝上のボールを斜め下方向にターンさせ、及びレールの下側の転動溝上のボールを斜め上方向にターンさせているが、レールの上側の転動溝上のボールを斜め下方向にターンさせ、又はレールの下側の転動溝上のボールを斜め上方向にターンさせてもよい。
上記実施形態では、蓋部材の上側のターン循環溝が下に凸に湾曲し、及び蓋部材の下側のターン循環溝が上に凸に湾曲しているが、蓋部材の上側のターン循環溝が下に凸に湾曲し、又は蓋部材の下側のターン循環溝が上に凸に湾曲してもよい。
上記実施形態では、運動案内装置の左右それぞれに上下２つの循環路を設けているが、運動案内装置の左右それぞれに上下３つ以上の循環路を設けてもよい。
上記実施形態では、ボールの接触構造がＤＦ接触構造であるが、ボールの接触構造はＤＢ接触構造でもよい。ＤＦ接触構造は、上側のボールの接触角線と下側のボールの接触角線の交点がレールの内側で交差するように構成された構造であり、ＤＢ接触構造は、同交点がレールの外側で交差するように構成された構造である。接触角線は、ボールとレールの転動溝との接触点とボールとレールの転動溝との接触点を結んだ線である。
上記実施形態では、レールに断面Ｕ字状のキャリッジが跨るアウターブロック式の運動案内装置を説明したが、断面Ｕ字状のレールにキャリッジが組み込まれるインナーブロック式の運動案内装置でもよい。
本明細書は、２０２３年９月２７日出願の特願２０２３－１６４６８８に基づく。この内容はすべてここに含めておく。
１…レール、１ａ…転動溝、２…キャリッジ、３…ボール、４…キャリッジ本体、４ａ…転動溝、５…蓋部材、７…循環路、１０…運動案内装置、１２…ターン循環溝、１２ａ…ターン循環溝の壁面、Ａ…ターン軌道方向、Ａ１…斜め下方向、Ａ２…斜め上方向、Ｃ１…転動路、Ｃ２…ターン路、Ｃ３…戻し路、α°…ターン軌道角度、γ°…ボールの挟み込み角度
Claims (5)
- 転動溝を有するレールと、
転動溝、戻し路、ターン路を有するキャリッジと、
前記レールの転動溝と前記キャリッジの転動溝との間の転動路、前記戻し路、及び前記ターン路を含む循環路に配置される複数のボールと、を備え、
前記キャリッジは、前記転動溝が形成されるキャリッジ本体と、前記ターン路のターン循環溝が形成される蓋部材と、を備え、
運動案内装置の左右それぞれの上下に少なくとも２つの循環路が設けられる運動案内装置において、
前記転動路を移動したボールを前記蓋部材のターン循環溝の壁面と前記レールの転動溝との間で挟み込み、前記運動案内装置のレール直角断面視において、前記レールの上側の転動溝上のボールを斜め下方向にターンさせ、及び／又は前記レールの下側の転動溝上のボールを斜め上方向にターンさせる運動案内装置。 - 前記運動案内装置のレール直角断面視において、前記蓋部材のターン循環溝の壁面と前記ボールとの接触点、前記レールの転動溝と前記ボールとの接触点、前記ボールの中心によって定められるボールの挟み込み角度を１８０°未満に設定することを特徴とする請求項１に記載の運動案内装置。
- 前記運動案内装置のレール直角断面視において、水平線と前記レールの転動溝上のボールのターン軌道方向によって定められるターン軌道角度α°を以下のように設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の運動案内装置。
０°＜α°＜９０°－θ°－β°
ここで、θ°は接触角、β°は前記レールの転動溝の有効範囲の角度である。 - 前記運動案内装置のレール直角断面視において、前記蓋部材の上側のターン循環溝が下に凸に湾曲し、及び／又は前記蓋部材の下側のターン循環溝が上に凸に湾曲することを特徴とする請求項１又は２に記載の運動案内装置。
- 転動溝を有するレールと、
転動溝、戻し路、ターン路を有するキャリッジと、
前記レールの転動溝と前記キャリッジの転動溝との間の転動路、前記戻し路、及び前記ターン路を含む循環路に配置される複数のボールと、を備え、
前記キャリッジは、前記転動溝が形成されるキャリッジ本体と、前記ターン路のターン循環溝が形成される蓋部材と、を備え、
運動案内装置の左右それぞれの上下に少なくとも２つの循環路が設けられる運動案内装置において、
前記転動路を移動したボールを前記蓋部材のターン循環溝の壁面と前記レールの転動溝との間で挟み込み、前記運動案内装置のレール直角断面視において、前記蓋部材の上側のターン循環溝が下に凸に湾曲し、及び／又は前記蓋部材の下側のターン循環溝が上に凸に湾曲する運動案内装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2023164688 | 2023-09-27 | ||
| JP2023-164688 | 2023-09-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2025070433A1 true WO2025070433A1 (ja) | 2025-04-03 |
Family
ID=95203649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2024/034028 Pending WO2025070433A1 (ja) | 2023-09-27 | 2024-09-25 | 運動案内装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| TW (1) | TW202528643A (ja) |
| WO (1) | WO2025070433A1 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04366017A (ja) * | 1990-08-14 | 1992-12-17 | Koyo Seiko Co Ltd | 直動形ガイド装置 |
| JP2008180290A (ja) * | 2007-01-25 | 2008-08-07 | Nsk Ltd | リニアガイド装置 |
-
2024
- 2024-09-25 WO PCT/JP2024/034028 patent/WO2025070433A1/ja active Pending
- 2024-09-27 TW TW113136835A patent/TW202528643A/zh unknown
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04366017A (ja) * | 1990-08-14 | 1992-12-17 | Koyo Seiko Co Ltd | 直動形ガイド装置 |
| JP2008180290A (ja) * | 2007-01-25 | 2008-08-07 | Nsk Ltd | リニアガイド装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW202528643A (zh) | 2025-07-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6576398B2 (ja) | ゴルフクラブヘッドおよびゴルフクラブ | |
| JP4051845B2 (ja) | 直動案内軸受装置 | |
| JP2017058003A (ja) | 直動案内装置、直動案内装置用エンドキャップ | |
| WO2025070433A1 (ja) | 運動案内装置 | |
| WO2020110754A1 (ja) | 運動案内装置 | |
| WO2021235075A1 (ja) | 運動案内装置 | |
| JP6503446B1 (ja) | ボールねじ | |
| JP5909869B2 (ja) | リニアガイド装置 | |
| CN101317017B (zh) | 运动引导装置 | |
| WO2025070434A1 (ja) | 運動案内装置 | |
| WO2024009925A1 (ja) | 運動案内装置 | |
| JP2005201333A (ja) | 直動装置 | |
| JPH116524A (ja) | リニアベアリング | |
| JP4702347B2 (ja) | 直動案内軸受装置 | |
| JP2013050209A (ja) | ボールねじ用デフレクタ及びデフレクタ式ボールねじ | |
| JP2004108474A (ja) | 直動案内装置 | |
| JP2024044424A (ja) | 運動案内装置 | |
| JP5233872B2 (ja) | リニアガイド装置用シール装置及びリニアガイド装置 | |
| JP2013122321A (ja) | リニアガイド装置用シール装置及びリニアガイド装置 | |
| JPH04102715A (ja) | 直動形ガイド装置 | |
| WO2024009926A1 (ja) | 運動案内装置 | |
| WO2024252954A1 (ja) | 運動案内装置 | |
| JPH11351253A (ja) | 直線運動案内装置用ボールリテーナ | |
| JP2021004618A (ja) | ボールねじ装置 | |
| JP2000087966A (ja) | 直動軸受 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 24872220 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |