直動案内装置
【課題】軸体を比較的に小さな力で長さ方向に移動させることができ、そして軸体の昇降を繰り返しても内筒と軸体との相対的な位置関係に変動を生じ難い直動案内装置を提供すること。
【解決手段】外筒５１、外筒の内周面に沿って配設された複数個の転動体５２、外筒の内側に長さ方向に移動可能に配置されている、上記複数個の転動体を外周側と内周側とに突き出た状態で回転可能に保持している内筒５３、内筒に挿入された上記複数個の転動体に外周面が支持されている軸体５４、および外筒の各開口部に備えられている環状の蓋体５５を含み、そして上記の内筒と少なくとも一方の蓋体との間に、線材を螺旋状に巻いて形成したコイルバネ６１が備えられていて、そして該コイルバネが、相対的に小さな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じる第１のバネ区分６１ａと、相対的に大きな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じる第２のバネ区分６１ｂとを含む直動案内装置。
【解決手段】外筒５１、外筒の内周面に沿って配設された複数個の転動体５２、外筒の内側に長さ方向に移動可能に配置されている、上記複数個の転動体を外周側と内周側とに突き出た状態で回転可能に保持している内筒５３、内筒に挿入された上記複数個の転動体に外周面が支持されている軸体５４、および外筒の各開口部に備えられている環状の蓋体５５を含み、そして上記の内筒と少なくとも一方の蓋体との間に、線材を螺旋状に巻いて形成したコイルバネ６１が備えられていて、そして該コイルバネが、相対的に小さな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じる第１のバネ区分６１ａと、相対的に大きな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じる第２のバネ区分６１ｂとを含む直動案内装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長さ方向に移動可能な軸体を備える直動案内装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
直動案内装置は、長さ方向に移動可能な軸体を備えていて、例えば、電子部品実装装置に代表される各種の機械装置に組み込んで使用される。電子部品実装装置には、複数個の直動案内装置が、それぞれ軸体を垂直に配置した状態で組み込まれる。各々の軸体の下端部には、電子部品の吸着ノズルが付設される。
【０００３】
電子部品実装装置は、直動案内装置の軸体を吸着ノズルと共に下降させ、予めトレイに収容した電子部品を吸着ノズルで吸着したのち軸体を上昇させ、次いで直動案内装置をプリント配線板の上方に移動したのち軸体を下降させ、そして吸着ノズルで吸着した電子部品をプリント配線板の所定位置に装着（実装）する。電子部品実装装置は、上記のように直動案内装置の軸体を繰り返し昇降（長さ方向に移動）させ、多数の電子部品をプリント配線板の表面に実装する。
【０００４】
図１は、従来の直動案内装置の構成例を示す部分断面図である。但し、直動案内装置１０は、外筒１１及び蓋体１５を軸体１４の中心軸を含む平面に沿って切断し、そして内筒１３の一部分を切り欠いた状態で記入してある。そして図２は、図１に記入した切断線Ａ−Ａ線に沿って切断した直動案内装置１０の断面図である。但し、転動体１２は切断していない状態で記入してある。
【０００５】
図１及び図２に示す直動案内装置１０は、両端に開口部を持つ外筒１１、外筒１１の内周面に沿って配設された複数個の転動体１２、外筒１１の内側に長さ方向に移動可能に配置されている、複数個の転動体１２を外周側と内周側とに突き出た状態で回転可能に保持している内筒１３、内筒１３に挿入された上記複数個の転動体１２に外周面が支持されている軸体１４、および外筒１１の各開口部に備えられている環状の蓋体１５から構成されている。
【０００６】
直動案内装置１０の外筒１１を支持固定して、軸体１４を図１に示す位置（以下「初期位置」と云う）から下降させると、外筒１１と軸体１４とに挟まれた転動体１２が下方に転動するため、転動体１２を保持している内筒１３もまた図１に示す位置（以下「初期位置」と云う）から下降する。次いで、軸体１４を上昇させて初期位置に配置させると、転動体１２が上方に転動するため、内筒１３もまた上昇して初期位置（元の位置）に配置される。
【０００７】
転動体１２を保持する内筒１３の移動速度（昇降の速度）は、軸体１４の移動速度とは一致せず、理論的には、軸体１４の移動速度の二分の一の速度になる。従って、内筒１３は通常、内筒１３の移動速度とは異なる速度で移動する軸体１４、あるいは静止している外筒１１に固定されることはない。
【０００８】
このため、軸体１４の昇降を繰り返すと、その際に、例えば、複数個の転動体１２を保持する内筒１３が重力（自重）の影響を受け続けることが原因で、その後に軸体１４を初期位置に配置させても、内筒１３が初期位置に配置されることなく、初期位置よりも下方の位置に配置されることがある。
【０００９】
また、直動案内装置１０の転動体１２は、外筒１１と軸体１４とに挟まれて加圧された状態にある。そして、例えば、外筒１１や軸体１４を作製する際の機械加工の精度の僅かな変動により、外筒１１の内径がその中心軸方向において変動したり、軸体１４の外径がその中心軸方向において変動したり、あるいは直動案内装置１０の各種機械装置への取り付け状態により、外筒１１と軸体１４とが両者の中心軸が傾斜した状態で設置されたりすると、転動体１２に加わる圧力が外筒１１の長さ方向に変動する。転動体１２に加わる圧力が外筒１１の長さ方向に変動していると、転動体１２が外筒１１の長さ方向において圧力の小さい位置に移動し易くなる。このため、軸体１４の昇降を繰り返すと、その後に軸体１４を初期位置に配置させても、転動体１２を保持している内筒１３が初期位置に配置されることなく、初期位置よりも上方あるいは下方の位置（初期位置とは異なる位置）に配置されることがある。
【００１０】
このように、従来の直動案内装置１０では、軸体１４の昇降を繰り返すと、その後に軸体１４を初期位置に配置させても、内筒１３が初期位置に配置されることなく、初期位置とは異なる位置に配置されることがある。すなわち、軸体１４の昇降を繰り返すと、内筒１３と軸体１４との相対的な位置関係に変動を生じることがある。
【００１１】
例えば、図１に示す直動案内装置１０において、軸体１４の昇降を約１万回繰り返し、その後に軸体１４を初期位置に配置させると、内筒１３が初期位置よりも数ｍｍ程度下方の位置に配置されることがある。
【００１２】
このように、直動案内装置１０の軸体１４の昇降を繰り返す際に、例えば、内筒１３が軸体１４に対して相対的に下方に移動し続けると、図３に示すように軸体１４を初期位置から下降させた際に、転動体１２と共に下降する内筒１３が外筒１１の開口部に備えられた蓋体１５に接触（衝突）して停止する。内筒１３が静止すると、軸体１４を支持している転動体１２も停止するため、軸体１４を円滑に移動させることのできる距離が短くなる。
【００１３】
また、軸体１４を支持している転動体１２が停止すると、これと同時に軸体１４と転動体１２とが互いに強く擦れ合い（摺動し）、両者の間に急激に大きな摩擦抵抗が発生する。このため、駆動装置により軸体１４を昇降（長さ方向に移動）させて位置決めする精度が低下したり、極端な場合には、駆動装置がその駆動力によっては軸体１４を昇降させることができずに停止することもある。
【００１４】
図４は、従来の直動案内装置の別の構成例を示す部分断面図である。図４の直動案内装置４０は、内筒１３と各蓋体１５との間にコイルバネ４１を備えていて、軸体１４の昇降を繰り返す際に、各々のコイルバネ４１から内筒１３に、内筒１３を外筒１１の上下の中央の位置（初期位置）に向かって押し戻す力が継続して付与される。このため、軸体１４の昇降を繰り返しても内筒１３と軸体１４との相対的な位置関係に変動を生じ難く、従って内筒１３と蓋体１５との接触の発生が抑制されることから、軸体１４を円滑に移動可能な距離が短縮し難い。
【００１５】
また、内筒１３と蓋体１５との接触の発生が抑制されるため、軸体１４と転動体１２との間の大きな摩擦抵抗の発生も抑制される。このため、軸体１４の位置決め精度の低下も抑制される。図４の直動案内装置４０と同様の構成を有する直動案内装置は、例えば、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開平１１−２２３２１７号公報（第２図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
図１の直動案内装置１０は、軸体１４の昇降を繰り返すと、内筒１３と軸体１４との相対的な位置関係に変動を生じ易く、従って内筒１３と蓋体１５とが接触し易いことから、軸体１４を円滑に移動可能な距離が短縮し易い。
【００１８】
図４の直動案内装置４０では、各々のコイルバネ４１から内筒１３に、内筒１３を外筒１１の上下の中央の位置（初期位置）に向かって押し戻す力が継続して付与される。このため、軸体１４の昇降が繰り返されても、内筒１３と軸体１４との相対的な位置関係に変動を生じ難く、従って内筒１３と蓋体１５との接触の発生が抑制されることから、軸体１４を円滑に移動可能な距離が短縮し難い。
【００１９】
しかしながら、直動案内装置４０では、軸体１４をコイルバネ４１の復元力を超える大きな力で昇降させる必要がある。また、コイルバネ４１の復元力は、コイルバネ４１が縮小するほど大きくなる。このように、コイルバネの大きく且つ変動する復元力に逆らって軸体を昇降させると、軸体を昇降して位置決めする精度が低下する傾向にある。
【００２０】
本発明の課題は、軸体を比較的に小さな力で長さ方向に移動させることができ、そして軸体の昇降を繰り返しても内筒と軸体との相対的な位置関係に変動を生じ難い直動案内装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明者は、直動案内装置の内筒と蓋体との間に、相対的に小さな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じる第１のバネ区分と、相対的に大きな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じる第２のバネ区分とを含むコイルバネを設けると、下記（１）の理由により軸体を比較的に小さな力で移動させることが可能になり、そして下記（２）の理由により、軸体の昇降を繰り返しても内筒と軸体との相対的な位置関係に変動を生じ難くなることを見出し、本発明に到達した。
（１）上記のコイルバネは、第１のバネ区分の互いに隣接する線材が接触する前には相対的に小さなバネ定数を示し、第１のバネ区分の互いに隣接する線材が接触した後には相対的に大きなバネ定数を示す。このため、第１のバネ区分の互いに隣接する線材が接触するまでは、軸体を初期位置から相対的に小さな力で昇降（長さ方向に移動）させることができる。なお、内筒が外筒の端部に備えられた蓋体に接近し、第１のバネ区分の互いに隣接する線材が接触すると、コイルバネの大きな復元力によって内筒が初期位置に向かって押し戻されるため、内筒と蓋体との接触の発生が確実に防止される。
（２）上記のコイルバネ（すなわち第１のバネ区分及び第２のバネ区分のそれぞれ）から内筒に、内筒を初期位置に向けて押し戻す力が継続して付与されるため、軸体の昇降を繰り返しても内筒と軸体との相対的な位置関係に変動を生じ難い。
【００２２】
本発明は、両端に開口部を持つ外筒、外筒の内周面に沿って配設された複数個の転動体、外筒の内側に長さ方向に移動可能に配置されている、上記複数個の転動体を外周側と内周側とに突き出た状態で回転可能に保持している内筒、内筒に挿入された上記複数個の転動体に外周面が支持されている軸体、および外筒の各開口部に備えられている環状の蓋体を含む直動案内装置であって、上記の内筒と少なくとも一方の蓋体との間に、線材を螺旋状に巻いて形成したコイルバネが備えられていて、そして上記のコイルバネが、相対的に小さな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じる第１のバネ区分と、相対的に大きな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じる第２のバネ区分とを含むことを特徴とする直動案内装置にある。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の直動案内装置は、軸体を比較的に小さな力で長さ方向に移動させることができ、そして軸体の昇降を繰り返しても内筒と軸体との相対的な位置関係に変動を生じ難い。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】従来の直動案内装置の構成例を示す部分断面図である。但し、直動案内装置１０は、外筒１１及び蓋体１５を軸体１４の中心軸を含む平面に沿って切断し、そして内筒１３の一部分を切り欠いた状態で記入してある（図４についても同様である）。
【図２】図１に記入した切断線Ａ−Ａ線に沿って切断した直動案内装置１０の断面図である。但し、転動体１２は切断していない状態で記入してある（図１５についても同様である）。
【図３】図１の直動案内装置１０を内筒１３と蓋体１５とが接触した状態にて示す図である。
【図４】従来の直動案内装置の別の構成例を示す部分断面図である。但し、コイルバネ４１は、線材の巻数を実際よりも少なくして記入してある。
【図５】本発明の直動案内装置の構成例を示す部分断面である。但し、直動案内装置５０は、外筒５１、蓋体５５、およびコイルバネ６１を軸体５４の中心軸を含む平面に沿って切断し、そして内筒５３の一部分を切り欠いた状態で記入してある（図１４についても同様である）。なお、コイルバネ６１は、線材の巻数を実際よりも少なくして記入してある（図６〜図１４についても同様である）。
【図６】図５の直動案内装置５０を、図に示すように内筒５３と軸体５４との相対的な位置関係に変動を生じていない場合に、軸体５４を下方に移動させた状態で示す図である。
【図７】図５の直動案内装置５０を、軸体５４の昇降が繰り返され、内筒５３が軸体５４に対して相対的に下方の位置に配置された場合に、軸体５４を下方に移動させた状態で示す図である。
【図８】本発明の直動案内装置の別の構成例を示す部分断面図である。但し、直動案内装置８０は、外筒５１及び蓋体５５を軸体５４の中心軸を含む平面に沿って切断し、そして内筒５３の一部分を切り欠いた状態で記入してある（図９〜図１３についても同様である）。
【図９】本発明の直動案内装置の更に別の構成例を示す部分断面図である。
【図１０】本発明の直動案内装置の更に別の構成例を示す部分断面図である。
【図１１】本発明の直動案内装置の更に別の構成例を示す部分断面図である。
【図１２】本発明の直動案内装置の更に別の構成例を示す部分断面図である。
【図１３】本発明の直動案内装置の更に別の構成例を示す部分断面図である。
【図１４】本発明の直動案内装置の更に別の構成例を示す部分断面図である。
【図１５】図１４に記入した切断線Ｂ−Ｂ線に沿って切断した直動案内装置１４０の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
先ず、本発明の直動案内装置の代表的な実施態様について、添付の図面を参照しながら説明する。
【００２６】
図５は、本発明の直動案内装置の構成例を示す部分断面である。但し、直動案内装置５０は、外筒５１、蓋体５５、およびコイルバネ６１を軸体５４の中心軸を含む平面に沿って切断し、そして内筒５３の一部分を切り欠いた状態で記入してある。なお、コイルバネ６１は、その構成が理解し易くなるように、線材の巻数を実際よりも少なくして記入してある。
【００２７】
図５の直動案内装置５０は、両端に開口部を持つ外筒５１、外筒５１の内周面に沿って配設された複数個の転動体５２、外筒５１の内側に長さ方向に移動可能に配置されている、複数個の転動体５２を外周側と内周側とに突き出た状態で回転可能に保持している内筒５３、内筒５３に挿入された上記複数個の転動体５２に外周面が支持されている軸体５４、および外筒５１の各開口部に備えられている環状の蓋体５５を有している。このような構成については、図１に示す従来の直動案内装置１０の構成と同様である。
【００２８】
そして直動案内装置５０は、内筒５３と各蓋体５５との間に、線材を螺旋状に巻いて形成したコイルバネ６１を備えていて、そしてコイルバネ６１が、相対的に小さな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じる第１のバネ区分６１ａと、相対的に大きな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じる第２のバネ区分６１ｂとを含むことに特徴がある。
【００２９】
直動案内装置５０において、内筒５３が蓋体５５の側に近づいて両者の間隔が狭くなるほど、コイルバネ６１に付与される荷重が増大する。上記のように、コイルバネ６１の第１のバネ区分６１ａは、相対的に小さな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じる。従って、コイルバネ６１に付与される荷重が増大すると、先ず第１のバネ区分６１ａの互いに隣接する線材に接触を生じる。
【００３０】
従って、コイルバネ６１は、上記のように第１のバネ区分６１ａの互いに隣接する線材に接触を生じる前には、その長さ方向の全体が縮小することができるため、相対的に小さなバネ定数（バネに単位の変形を与えるのに必要な力）を示す。
【００３１】
その一方で、コイルバネ６１は、上記のように第１のバネ区分６１ａの互いに隣接する線材に接触を生じた後には、前記の線材の接触を生じている部分が、コイルバネ６１に付与される荷重が更に増大しても、この荷重の増大に応じて縮小することができなくなる（バネとして機能しなくなる）ため、相対的に大きなバネ定数を示す。
【００３２】
従って、直動案内装置５０において、軸体５４を初期位置（図５に示す位置）から下降させていくと、図６に示すように第１のバネ区分６１ａの互いに隣接する線材に接触を生じる前までは、コイルバネ６１が相対的に小さなバネ定数を示すため、軸体５４を比較的に小さな力で昇降（長さ方向に移動）させることができる。
【００３３】
一方、直動案内装置５０において、軸体の昇降が繰り返され、例えば、内筒５３が軸体５４に対して相対的に下方の位置に移動していくと、軸体５４を初期位置から下降させた際に、コイルバネ６１に付与される荷重が大きくなる。このため、軸体５４を下降させた際に、図７に示すように第１のバネ区分６１ａの互いに隣接する線材に接触を生じて、コイルバネ６１が相対的に大きなバネ定数を示すようになる。従って、コイルバネ６１が、その大きな復元力によって内筒５３を初期位置に向けて強く押し戻すため、内筒５３と蓋体５５との接触の発生が確実に防止される。
【００３４】
また、上記のコイルバネ６１（すなわち第１のバネ区分６１ａ及び第２のバネ区分６１ｂのそれぞれ）から内筒５３に、内筒５３を初期位置に向けて押し戻す力が継続して付与されるため、軸体５４の昇降を繰り返しても内筒５３と軸体５４との相対的な位置関係に変動を生じ難い。
【００３５】
図５の直動案内装置５０の場合、コイルバネ６１の線材の断面積が、コイルバネ６１の一方の端部（蓋体５５の側の端部）から他方の端部（内筒５３の側の端部）にかけて連続的に減少していて、第１のバネ区分６１ａは、コイルバネ６１を三等分に区分した上記他方の端部の側の区分とされ、そして第２のバネ区分６１ｂは、コイルバネ６１を三等分に区分した上記一方の端部の側の区分とされる。なお、上記のようにコイルバネ６１の第１のバネ区分と第２のバネ区分を定める際には、荷重が付与されていない状態でコイルバネ６１を三等分に区分する。
【００３６】
コイルバネ６１の線材の断面積は、コイルバネ６１の上記一方の端部（すなわち第２のバネ区分６１ｂの側の端部）から上記他方の端部（すなわち第１のバネ区分６１ａの側の端部）にかけて連続的に減少している。従って、コイルバネ６１の第１のバネ区分６１ａのバネ定数は、第２のバネ区分６１ｂのバネ定数よりも小さくなる。このため、コイルバネ６１に荷重が付与された際に（すなわち各バネ区分に同じ大きさの荷重が付与された際に）、第１のバネ区分６１ａが相対的に大きく弾性変形（縮小）して、互いに隣接する線材に接触を生じ易くなる。これにより、コイルバネ６１の第１のバネ区分６１ａは、相対的に小さな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じるようにされ、そして第２のバネ区分６１ｂは、相対的に大きな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じるようにされる。
【００３７】
コイルバネ６１は、例えば、次のようにして作製することができる。先ず、断面が円形の線材を螺旋状に巻いてコイルバネを作製する。但し、コイルバネの外径は、コイルバネの中心軸方向に沿って次第に大きく（あるいは小さく）なるように調製する。これにより、円錐台の形状のコイルバネを作製する。作製した円錐台の形状のコイルバネの外周面の一部分を、例えば、コイルバネの外径が上記中心軸方向に沿って均一な外径になるように研磨除去することにより、図５に示すように線材の断面積が一方の端部から他方の端部にかけて連続的に減少しているコイルバネ６１を作製することができる。
【００３８】
図８は、本発明の直動案内装置の別の構成例を示す部分断面図である。但し、直動案内装置８０は、外筒５１及び蓋体５５を軸体５４の中心軸を含む平面に沿って切断し、そして内筒５３の一部分を切り欠いた状態で記入してある。
【００３９】
図８の直動案内装置８０の構成は、コイルバネ８１の線材の断面積が、線材の断面の形状が円形に保たれ状態で、一方の端部（蓋体５５の側の端部）から他方の端部（内筒５３の側の端部）にかけて連続的に減少していること以外は、図５の直動案内装置５０の構成と同様である。
【００４０】
図９は、本発明の直動案内装置の更に別の構成例を示す部分断面図である。図９の直動案内装置９０の構成は、コイルバネ９１の構成が異なること以外は、図５の直動案内装置５０の構成と同様である。
【００４１】
すなわち、図９の直動案内装置９０の場合、コイルバネ９１の互いに隣接する線材の間隔（ピッチ）が、コイルバネ９１の一方の端部（蓋体５５の側の端部）から他方の端部（内筒５３の側の端部）にかけて連続的に増加していて、第１のバネ区分９１ａは、コイルバネ９１を三等分に区分した上記一方の端部の側の区分とされ、そして第２のバネ区分９１ｂは、コイルバネ９１を三等分に区分した上記他方の端部の側の区分とされる。なお、上記のようにコイルバネ９１の第１のバネ区分９１ａと第２のバネ区分９１ｂを定める際には、荷重が付与されていない状態でコイルバネ９１を三等分に区分する。
【００４２】
コイルバネ９１の互いに隣接する線材の間隔（ピッチ）は、コイルバネ９１の上記一方の端部（すなわち第１のバネ区分９１ａの側の端部）から上記他方の端部（第２のバネ区分９１ｂの側の端部）にかけて連続的に増加している。このため、コイルバネ９１の第１のバネ区分９１ａの線材の巻数は、第２のバネ区分９１ｂの線材の巻数よりも大きくなる。従って、コイルバネ９１の第１のバネ区分９１ａのバネ定数は、第２のバネ区分９１ｂのバネ定数よりも小さくなる。このため、コイルバネ９１に荷重が付与された際に、第１のバネ区分９１ａが相対的に大きく弾性変形（縮小）して、互いに隣接する線材に接触を生じ易くなる。これにより、コイルバネ９１の第１のバネ区分９１ａは、相対的に小さな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じるようにされ、そして第２のバネ区分９１ｂは、相対的に大きな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じるようにされる。
【００４３】
図１０は、本発明の直動案内装置の更に別の構成例を示す部分断面図である。図１０の直動案内装置１００の構成は、コイルバネ１０１の構成が異なること以外は、図５の直動案内装置５０の構成と同様である。
【００４４】
すなわち、図１０の直動案内装置１００の場合、コイルバネ１０１が、それぞれ線材の断面積が均一で且つ前記断面積が互いに異なる二つのコイルバネ片１０２ａ、１０２ｂを一列に並べて配置した構成にあり、第１のバネ区分１０１ａは、線材の断面積が最も小さなコイルバネ片１０２ａから構成され、そして第２のバネ区分１０１ｂは、線材の断面積が最も大きなコイルバネ片１０２ｂから構成される。
【００４５】
コイルバネ１０１の第１のバネ区分１０１ａを構成するコイルバネ片１０２ａの線材の断面積は、第２のバネ区分１０１ｂを構成するコイルバネ片１０２ｂの線材の断面積よりも小さい。従って、コイルバネ１０１の第１のバネ区分１０１ａのバネ定数は、第２のバネ区分１０１ｂのバネ定数よりも小さくなる。このため、コイルバネ１０１に荷重が付与された際に、第１のバネ区分１０１ａが相対的に大きく弾性変形（縮小）して、互いに隣接する線材に接触を生じ易くなる。これにより、コイルバネ１０１の第１のバネ区分１０１ａは、相対的に小さな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じるようにされ、そして第２のバネ区分１０１ｂは、相対的に大きな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じるようにされている。
【００４６】
図１１は、本発明の直動案内装置の更に別の構成例を示す部分断面図である。図１１の直動案内装置１１０の構成は、コイルバネ１１１の構成が異なること以外は、図５の直動案内装置５０の構成と同様である。
【００４７】
すなわち、図１１の直動案内装置１１０の場合、コイルバネ１１１が、それぞれ互いに隣接する線材の間隔（ピッチ）が均一で且つ前記間隔が互いに異なる二つのコイルバネ片１１２ａ、１１２ｂを一列に並べて配置した構成にあり、第１のバネ区分１１１ａは、線材の間隔が最も小さなコイルバネ片１１２ａから構成され、そして第２のバネ区分１１１ｂは、線材の間隔が最も大きなコイルバネ片１１２ｂから構成される。
【００４８】
コイルバネ１１１の第１のバネ区分１１１ａを構成するコイルバネ片１１２ａの線材の間隔は、第２のバネ区分１１１ｂを構成するコイルバネ片１１２ｂの線材の間隔よりも小さい。すなわち、コイルバネ１１１の第１のバネ区分１１１ａの線材の巻数は、第２のバネ区分の線材の巻数よりも大きい。従って、コイルバネ１１１の第１のバネ区分１１１ａのバネ定数は、第２のバネ区分１１１ｂのバネ定数よりも小さくなる。このため、コイルバネ１１１に荷重が付与された際に、第１のバネ区分１１１ａが相対的に大きく弾性変形（縮小）して、互いに隣接する線材に接触を生じ易くなる。これにより、コイルバネ１１１の第１のバネ区分１１１ａは、相対的に小さな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じるようにされ、そして第２のバネ区分１１１ｂは、相対的に大きな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じるようにされる。
【００４９】
図１２は、本発明の直動案内装置の更に別の構成例を示す部分断面図である。図１２の直動案内装置１２０の構成は、コイルバネ１２１の第１のバネ区分１２１ａが蓋材５５の側にあり、そして第２のバネ区分１２１ｂが内筒５３の側にあること以外は、図１０の直動案内装置１００の構成と同様である。
【００５０】
このように、第１のバネ区分及び第２のバネ区分はコイルバネの長さ方向の任意の位置に配置することができる。
【００５１】
図１３は、本発明の直動案内装置の更に別の構成例を示す部分断面図である。図１３の直動案内装置１３０の構成は、コイルバネ１３１の構成が異なること以外は、図１０の直動案内装置１００の構成と同様である。
【００５２】
すなわち、図１３の直動案内装置１３０の場合、コイルバネ１３１が、それぞれ線材の断面積が均一で且つ前記断面積が互いに異なる三つのコイルバネ片１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃを一列に並べて配置した構成にあり、第１のバネ区分１３１ａは、線材の断面積が最も小さなコイルバネ片１３２ｂから構成され、そして第２のバネ区分１３１ｂは、線材の断面積が最も大きなコイルバネ片１３２ａから構成される。
【００５３】
コイルバネ１３１の第１のバネ区分１３１ａを構成するコイルバネ片１３２ｂの線材の断面積は、第２のバネ区分１３１ｂを構成するコイルバネ片１３２ａの線材の断面積よりも小さい。従って、コイルバネ１３１の第１のバネ区分１３１ａのバネ定数は、第２のバネ区分１３１ｂのバネ定数よりも小さくなる。このため、コイルバネ１３１に荷重が付与された際に、第１のバネ区分１３１ａが相対的に大きく弾性変形（縮小）して、互いに隣接する線材に接触を生じ易くなる。これにより、コイルバネ１３１の第１のバネ区分１３１ａは、相対的に小さな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じるようにされ、そして第２のバネ区分１３１ｂは、相対的に大きな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じるようにされる。
【００５４】
なお、線材の断面積が最も小さなコイルバネ片が二以上ある場合には、そのうちの何れのコイルバネ片が第１のバネ区分を構成するコイルバネであってもよい。同様に、線材の断面積が最も大きなコイルバネ片が二以上ある場合には、そのうちの何れのコイルバネ片が第２のバネ区分を構成するコイルバネ片であってもよい。
【００５５】
図１４は、本発明の直動案内装置の更に別の構成例を示す部分断面図である。但し、軸体１４４は、その一部分を切り欠いた状態で記入してある。そして図１５は、図１４に記入した切断線Ｂ−Ｂ線に沿って切断した直動案内装置１４０の断面図である。
【００５６】
図１４の直動案内装置１４０の構成は、外筒１４１の内周面に内筒５３の外周側に突き出た転動体１４２を収容する複数本（例えば、４本）の直線溝１４１ａが形成されていること、軸体１４４の外周面に内筒５３の内周側に突き出た転動体１４２を収容する複数本の直線溝１４４ａが形成されていること、そして転動体１４２のサイズが異なること以外は、図５の直動案内装置５０の構成と同様である。
【００５７】
図１４の直動案内装置１４０は、外筒１４１と軸体１４４とが複数個の転動体１４２を介して互いに係合しているため、外筒１４１に対する軸体１４４の回転移動が防止される。このため、例えば、直動案内装置１４０の軸体１４４の端部に移動対象の物品を支持固定することにより、上記物品を軸体１４４の周方向に回転移動させることなく、軸体１４４の長さ方向に円滑に移動させることが可能になる。また、直動案内装置１４０の外筒１４１を回転駆動することにより、外筒１４１を上記物品が支持固定された軸体１４４と共に回転移動させることもできる。
【００５８】
外筒の内周面には、２〜１０本（特に３〜６本）の直線溝が形成されていることが好ましい。同様に軸体の外周面には、２〜１０本（特に３〜６本）の直線溝が形成されていることが好ましい。
【００５９】
なお、外筒１４１に対する軸体１４４の回転移動を防止するためには、上記の外筒１４１の直線溝１４１ａ及び軸体１４４の直線溝１４４ａのうちの少なくとも一方を備えていればよく、図１５に示すように両方の直線溝１４１ａ、１４４ａを備えていることが特に好ましい。
【００６０】
なお、例えば、直動案内装置が上記の転動体を収容する軸体の直線溝のみを備える場合、転動体を保持している内筒に突起を設け、この突起を外筒に形成した直線溝に係合させることにより、外筒に対する軸体の回転移動を防止することができる。
【００６１】
次に、本願発明の構成と好ましい実施態様とについて詳細に説明する。
【００６２】
前記のように、本願発明の直動案内装置は、両端に開口部を持つ外筒、外筒の内周面に沿って配設された複数個の転動体、外筒の内側に長さ方向に移動可能に配置されている、上記複数個の転動体を外周側と内周側とに突き出た状態で回転可能に保持している内筒、内筒に挿入された上記複数個の転動体に外周面が支持されている軸体、および外筒の各開口部に備えられている環状の蓋体を備えていて、そして上記内筒と少なくとも一方の蓋体との間に、線材を螺旋状に巻いて形成したコイルバネが備えられていて、そして前記コイルバネが、相対的に小さな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じる第１のバネ区分と、相対的に大きな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じる第２のバネ区分とを含むことに特徴がある。
【００６３】
外筒、転動体、そして軸体は、通常、鋼に代表される金属材料から形成される。また、直動案内装置の軽量化のために樹脂材料を用いたり、耐熱性や耐腐蝕性を向上させるためにセラミック材料を用いることもできる。
【００６４】
転動体としては、通常、ボール（球体）が用いられる。転動体としては、ころ（ローラー）を用いることもできる。
【００６５】
転動体の数に特に制限はないが、軸体を安定に支持するため、直動案内装置の複数個の転動体は、軸体の長さ方向に沿って互いに間隔をあけて配置された２〜５０個（好ましくは３〜３０個）の範囲内の数の転動体の組を、軸体の周方向に沿って互いに間隔をあけて２〜１０（好ましくは３〜６）組の範囲内の組数にて含んでいることが好ましい。
【００６６】
内筒は、外筒の内径よりも小さな外径に、軸体の外径よりも大きな内径に、そして転動体の直径よりも小さな厚みに設定される。
【００６７】
内筒には、上記転動体を回転可能に収容保持する複数個の透孔が形成される。転動する転動体同士が接触（衝突）して停止すると、転動体に支持されている軸体の円滑な移動を妨げることがある。従って、上記の各透孔に収容する転動体の数に特に制限はないが、各透孔に収容する転動体の数をなるべく少なくすることが好ましい。各透孔に収容する転動体の数は、１〜５個の範囲内にあることが好ましく、１〜３個の範囲内にあることが更に好ましく、１個であることが特に好ましい。各透孔に収容する転動体の数が１個である場合には、透孔としては円孔、あるいは内筒の長さ方向に延びる長孔を用いることが好ましく、円孔を用いることが特に好ましい。各透孔に収容する転動体の数が複数個である場合には、透孔としては内筒の長さ方向に延びる長孔を用いることが好ましい。
【００６８】
内筒は、例えば、金属材料や樹脂材料から形成される。金属材料としては、内筒の各透孔（例えば、図５に示す内筒５３の透孔５３ａ）を形成する際の機械加工が容易になることから、真鍮やステンレス鋼を用いることが好ましい。樹脂材料としては、内筒の機械的強度が大きくなることから、例えば、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂、あるいはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂を用いることが好ましい。
【００６９】
環状の蓋体の内径は、外筒の開口部からのコイルバネの飛び出しを防止するため、コイルバネの外径よりも小さく、かつ軸体の外径以上の（通常は軸体の外径よりも大きな）内径に設定される。
【００７０】
但し、本発明の直動案内装置では、後述のように内筒と一方の蓋体との間にのみコイルバネが設置されることもある。この場合、外筒のコイルバネが設置されていない側の開口部に備えられた環状の蓋体の内径は、外筒の開口部からの内筒の飛び出しを防止するため、内筒の外径よりも小さく、かつ軸体の外径以上の（通常は軸体の外径よりも大きな）内径に設定される。
【００７１】
蓋体は、金属材料（代表例、鉄）や樹脂材料から形成される。蓋体の内周面には、ゴム製の被膜が備えられていてもよい。この場合、蓋体の内径を軸体の外径に等しくする（蓋体の内周面のゴム製の被膜を軸体の外周面に接触させる）ことにより、外筒の内部への塵や埃の侵入を抑制することができる。
【００７２】
蓋体は、外筒と一体に形成してもよいし、外筒とは別体として形成してもよい。なお、上記のように外筒の開口部からのコイルバネ（あるいは内筒）の飛び出しを防止することができれば、環状の蓋体は、複数個に分割されていてもよいし、周方向の一部分が除去されていてもよい（Ｃ字形状に設定されていてもよい）。
【００７３】
例えば、図５の直動案内装置５０の場合には、周方向の一部分が除去されてＣ字形状に設定された環状の蓋体（「止め輪」あるいは「スリップリング」と呼ばれることもある）５５が用いられていて、そして外筒５１の開口部の内周面には、蓋体５５の外周側の一部分が収容される周溝５１ａが形成されている。蓋体５５は、その外周縁部の側から力を付与してその外径が小さくなるように弾性変形させた状態にて、外筒５１の開口部から内部に挿入される。蓋体５５は、外筒５１の周溝５１ａに到達すると元の形状に戻り、その外周側の一部分が周溝５１ａに収容配置される。なお、蓋体が連続した環状の形状にある場合には、蓋体を外筒の開口部から内部に圧入することにより、その外周側の一部分を外筒の周溝に収容配置することができる。
【００７４】
上記のように、本発明の直動案内装置は、内筒と少なくとも一方の蓋体との間に、線材を螺旋状に巻いて形成したコイルバネが備えられていて、そして前記のコイルバネが、相対的に小さな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じる第１のバネ区分と、相対的に大きな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じる第２のバネ区分とを含むことに特徴がある。
【００７５】
コイルバネは、内筒と一方の蓋体との間にのみ設けることもできるし、内筒と各蓋体との間に設けることもできる。コイルバネとしては、通常、圧縮コイルバネが用いられる。
【００７６】
例えば、直動案内装置を軸体が垂直に配置された状態で使用する場合、軸体の昇降を繰り返すと、複数個の転動体を保持する内筒が重力（自重）の影響を受け続けることが原因となり、その後に軸体を初期位置に配置させた際に、内筒が初期位置よりも下方の位置に配置されることが多い。そのような場合、内筒と下側の蓋体の間にのみコイルバネを設けると、使用するコイルバネの個数が一つで済むことから、直動案内装置の構成が簡単になり、また製造コストも低くなる。この場合、内筒と上側の蓋体との間に、上記のような第１のバネ区分と第２のバネ区分とを持たない通常のコイルバネ（以下、単に「通常のコイルバネ」と云う）を設けることもできる。
【００７７】
コイルバネは、内筒と各々の蓋体との間に備えられていることが好ましい。これにより、軸体の昇降を繰り返す際に、各々のコイルバネから内筒に、内筒を外筒の上下の中央の位置（初期位置）に向かって押し戻す力が継続して且つバランス良く付与されるため、内筒と軸体との相対的な位置関係に極めて変動を生じ難くなる。
【００７８】
コイルバネの一方の端部は蓋体に固定することもできる。同様にコイルバネの他方の端部は内筒に固定することもできる。コイルバネは一体に形成されていてもよいし、各バネ区分毎に別体として形成されていてもよい。後者の場合、隣接するバネ区分を互いに固定することもできる。
【００７９】
コイルバネは、線材を右巻きに巻いて形成したものであってもよいし、線材を左巻きに巻いて形成したものであってもよい。上記のようにコイルバネを内筒と各蓋体との間に設ける場合、一方のコイルバネの線材が右巻きに巻かれていて、他方のコイルバネの線材が左巻きに巻かれていてもよい。
【００８０】
コイルバネは、通常のコイルバネの場合と同様に、例えば、鋼、黄銅、リン青銅に代表される金属材料から形成することができる。
【００８１】
なお、直動案内装置の軸棒は、上下の（長さ方向の）何れにも移動される可能性がある。従って、内筒の初期位置は、通常、外筒の長さ方向の中央の位置に設定される（軸体の初期位置は、内筒が初期位置に配置されたときの軸体の位置を意味する）。勿論、内筒の初期位置を外筒の長さ方向の中央の位置とは異なる位置に設定することもできる。
【００８２】
コイルバネが、相対的に小さな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じる第１のバネ区分と、相対的に大きな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じる第２のバネ区分とを含むか否かは、最も簡便には、コイルバネに付与する荷重を次第に増加させた際に、コイルバネの長さ方向の一部分において互い隣接する線材に接触を生じ、かつ残りの部分の互いに隣接する線材に接触を生じていない状態が発生するか否かにより確認することができる。すなわち、コイルバネに付与する荷重を次第に増加させた際に、コイルバネに前記の状態が発生するのであれば、そのコイルバネは、相対的に小さな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じる第１のバネ区分と、相対的に大きな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じる第２のバネ区分とを含むと云える。
【００８３】
なお、コイルバネの第１のバネ区分と第２のバネ区分とを特定する必要がある場合（例えば、後述のように、第１のバネ区分の互いに隣接する線材に接触を生じる荷重の大きさと、第２のバネ区分の互いに隣接する線材に接触を生じる荷重の大きさとを比較する必要がある場合）には、例えば、次のようにして各区分を定めることができる。
【００８４】
先ず、コイルバネを、線材が２周回する毎に（２巻きの線材毎に）区分する。そしてコイルバネを各区分毎に分割して微小なバネ片を作製する。次に、各バネ片に荷重を付与し、そして前記荷重を次第に増加させ、互いに隣接する線材に接触を生じる荷重を求める。上記のバネ片のうち、最も小さな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じるバネ片からなる区分を第１のバネ区分と定め、そして最も大さな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じるバネ片からなる区分を第２のバネ区分と定める。
【００８５】
最も小さな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じるバネ片が二以上ある場合には、そのうちの何れのバネ片からなる区分を第１のバネ区分と定めてもよい。同様に、最も大さな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じるバネ片が二以上ある場合には、そのうちの何れのバネ片からなる区分を第２のバネ区分と定めてもよい。
【００８６】
なお、第１のバネ区分と第２のバネ区分は、上記のような荷重の大小関係（荷重の大きさの相対的な関係）により定めるため、各バネ片について互いに隣接する線材に接触を生じる荷重の測定方法が統一されていれば、上記とは別の測定方法を採用することもできる。
【００８７】
また、上記のコイルバネの各区分を構成するバネ片の形状や線材の材料が明確であれば、各バネ片について互いに隣接する線材に接触を生じる荷重を計算により求めることもできる。従って、計算で得られた荷重の大小関係に基づき、第１のバネ区分と第２のバネ区分とを定めることもできる。この方法は、コイルバネを切断する必要がないとの利点を有している。
【００８８】
なお、下記（Ａ）〜（Ｄ）に記載のように、コイルバネが特定の構成を有する場合には、それぞれに適した簡便な方法により、第１のバネ区分と第２のバネ区分とを定めることができる。
【００８９】
（Ａ）コイルバネの線材の断面積が、コイルバネの一方の端部から他方の端部にかけて連続的に減少している場合（例えば、図５に示すコイルバネ６１、あるいは図８に示すコイルバネ８１の場合）：第１のバネ区分は、上記コイルバネを三等分に区分した上記他方の端部の側の区分と定め、そして第２のバネ区分は、上記コイルバネを三等分に区分した上記一方の端部の側の区分と定める。
【００９０】
（Ｂ）コイルバネの互いに隣接する線材の間隔が、コイルバネの一方の端部から他方の端部にかけて連続的に増加している場合（例えば、図９に示すコイルバネ９１の場合）：第１のバネ区分は、上記コイルバネを三等分に区分した上記一方の端部の側の区分と定め、そして第２のバネ区分は、上記コイルバネを三等分に区分した上記他方の端部の側の区分と定める。
【００９１】
なお、上記（Ａ）（Ｂ）に記載した構成のコイルバネを用いる場合、各区分の互いに隣接する線材に接触を生じることは、同区分に含まれる互いに隣接する線材の組の全組について同時に線材の接触を生じることを意味するのではなく、少なくとも一組の互いに隣接する線材に接触を生じることを意味している。
【００９２】
（Ｃ）コイルバネが、それぞれ線材の断面積が均一で且つ前記断面積が互いに異なる二以上のコイルバネ片を一列に並べて配置した構成にある場合（例えば、図１０に示すコイルバネ１０１、図１２に示すコイルバネ１２１、あるいは図１３に示すコイルバネ１３１の場合）：第１のバネ区分は、線材の断面積が最も小さなコイルバネ片からなる区分と定め、そして第２のバネ区分は、線材の断面積が最も大きなコイルバネ片からなる区分と定める。
【００９３】
なお、線材の断面積が最も小さなコイルバネ片が二以上ある場合には、そのうちの何れのコイルバネ片からなる区分を第１のバネ区分と定めてもよい。同様に、線材の断面積が最も大きなコイルバネ片が二以上ある場合には、そのうちの何れのコイルバネ片からなる区分を第２のバネ区分と定めてもよい。
【００９４】
（Ｄ）コイルバネが、それぞれ互いに隣接する線材の間隔が均一で且つ前記間隔が互いに異なる二以上のコイルバネ片を一列に並べて配置した構成にある場合（例えば、図１１に示すコイルバネ１１１の場合）：第１のバネ区分は、線材の間隔が最も小さなコイルバネ片からなる区分と定め、そして第２のバネ区分は、線材の間隔が最も大きなコイルバネ片からなる区分と定める。
【００９５】
なお、線材の間隔が最も小さなコイルバネ片が二以上ある場合には、そのうちの何れのコイルバネ片からなる区分を第１のバネ区分と定めてもよい。同様に、線材の間隔が最も大きなコイルバネ片が二以上ある場合には、そのうちの何れのコイルバネ片からなる区分を第２のバネ区分と定めてもよい。
【００９６】
第１のバネ区分の互いに隣接する線材に接触を生じる荷重の大きさは、第２のバネ区分の互いに隣接する線材に接触を生じる荷重の大きさの２０〜８０％の範囲内にあることが好ましい。
【００９７】
第１のバネ区分の互いに隣接する線材に接触を生じる荷重の大きさが、第２のバネ区分の互いに隣接する線材に接触を生じる荷重の大きさの２０％以上の値に設定されていると、軸体を相対的に小さな力で移動することのできる距離を十分に長くすることができる。その一方で、第１のバネ区分の互いに隣接する線材に接触を生じる荷重の大きさが、第２のバネ区分の互いに隣接する線材に接触を生じる荷重の大きさの８０％以下の値に設定されていると、第１のバネ区分の線材に接触を生じたのちにも、第２のバネ区分が十分に縮小しながら内筒を支持することが可能になるため、内筒及び内筒に保持されている転動体が停止し難くなる。
【００９８】
第２のバネ区分のバネ定数の値は、コイルバネのバネ定数の１．２〜１０倍の範囲にあることが好ましく、１．５〜５倍の範囲内にあることが更に好ましい。このような条件を満足すると、第１のバネ区分の線材に接触を生じたのち、コイルバネが十分に大きなバネ定数を示すようになる。従って、コイルバネがその大きな反発力により内筒を初期位置の側に向かって強く押し戻すため、内筒と蓋体との接触の発生をより確実に防止することができる。
【００９９】
第１のバネ区分のバネ定数の値は、第２のバネ区分のバネ定数の値よりも小さいことが好ましい。
【０１００】
例えば、コイルバネ（バネ定数：ｋ）が、第１のバネ区分（バネ定数：ｋ1）と第２のバネ区分（バネ定数：ｋ2）とから構成されている場合、各々のバネ定数は下記の式（１）の関係を満足する。従って、コイルバネのバネ定数の値は、何れのバネ区分のバネ定数の値よりも小さくなる（コイルバネが更に別のバネ区分を含む場合も同様である）。
式（１） １／ｋ＝１／ｋ1＋１／ｋ2
【０１０１】
但し、上記のように第１のバネ区分のバネ定数の値が第２のバネ区分のバネ定数の値よりも小さくされている、すなわちｋ1＜ｋ2の関係を満足すると、ｋ1＞ｋ2の関係を満足する場合と比較して、第１のバネ区分の互いに隣接する線材に接触を生じたのちに、コイルバネが大きなバネ定数の値を示すようになる。従って、コイルバネの大きな反発力により内筒を初期位置の側に向かって強く押し戻すことができる。
【０１０２】
第１のバネ区分のバネ定数の値は、第２のバネ区分のバネ定数の値の２０〜８０％の範囲内にあることが更に好ましい。
【０１０３】
例えば、図１０の直動案内装置１００の場合、コイルバネ１０１から第１のバネ区分１０１ａ及び第２のバネ区分１０１ｂをそれぞれ取り出せば、各バネ区分のバネ定数は、通常のコイルバネの場合と同様に、下記の式（２）の関係を満足する。
【０１０４】
式（２） ｋ0＝（Ｇ×ｄ4）／（８×Ｎａ×Ｄ3）
［式（２）中、ｋ0はバネ定数（Ｎ／ｍｍ）であり、Ｇは横弾性係数（ｋｇｆ／ｍｍ2）であり（線材の材料の種類により決まる定数であり）、ｄは線材の直径（ｍｍ）であり、Ｎａはコイルバネの有効巻数であり、そしてＤはコイルの平均径（ｍｍ）である。］
【０１０５】
従って、コイルバネの各バネ区分のバネ定数の大きさは、上記の横弾性係数Ｇ、線材の直径ｄ、コイルバネの有効巻数Ｎａ、コイルの平均径Ｄの設定により容易に調節することができる。
【０１０６】
各バネ区分のバネ定数の大きさは、日本工業規格（ＪＩＳ Ｂ ２７０４）に規定されている試験方法に従って確認することができる。
【０１０７】
但し、各バネ区分が上記のバネ定数の大小関係（バネ定数の大きさの相対的な関係）を満足しているか否かを確認する際には、各バネ区分のバネ定数の試験方法が統一されていれば、上記とは別の試験方法を採用することもできる。
【０１０８】
また、各バネ区分の横弾性係数Ｇ、線材の直径ｄ、コイルバネの有効巻数Ｎａ、そしてコイルの平均径Ｄが明確であれば、上記の式（２）を用いて各バネ区分のバネ定数の値を計算により求めることもできる。従って、計算で得られたバネ定数に基づき、各バネ区分が上記のバネ定数の大小関係を満足しているか否かを確認することもできる。この方法は、コイルバネを切断する必要がないとの利点を有している。
【符号の説明】
【０１０９】
１０ 直動案内装置
１１ 外筒
１２ 転動体
１３ 内筒
１４ 軸体
１５ 蓋体
４０ 直動案内装置
４１ コイルバネ
５０ 直動案内装置
５１ 外筒
５１ａ 周溝
５２ 転動体
５３ 内筒
５３ａ 透孔
５４ 軸体
５５ 蓋体
６１ コイルバネ
６１ａ 第１のバネ区分
６１ｂ 第２のバネ区分
７１ａ、７１ｂ コイルバネ片
８０、９０ 直動案内装置
８１、９１ コイルバネ
８１ａ、９１ａ 第１のバネ区分
８１ｂ、９１ｂ 第２のバネ区分
１００、１１０ 直動案内装置
１０１、１１１ コイルバネ
１０１ａ、１１１ａ 第１のバネ区分
１０１ｂ、１１１ｂ 第２のバネ区分
１０２ａ、１０２ｂ コイルバネ片
１１２ａ、１１２ｂ コイルバネ片
１２０、１３０ 直動案内装置
１２１、１３１ コイルバネ
１２１ａ、１３１ａ 第１のバネ区分
１２１ｂ、１３１ｂ 第２のバネ区分
１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃ コイルバネ片
１４０ 直動案内装置
１４１ 外筒
１４１ａ 直線溝
１４２ 転動体
１４４ 軸体
１４４ａ 直線溝
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長さ方向に移動可能な軸体を備える直動案内装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
直動案内装置は、長さ方向に移動可能な軸体を備えていて、例えば、電子部品実装装置に代表される各種の機械装置に組み込んで使用される。電子部品実装装置には、複数個の直動案内装置が、それぞれ軸体を垂直に配置した状態で組み込まれる。各々の軸体の下端部には、電子部品の吸着ノズルが付設される。
【０００３】
電子部品実装装置は、直動案内装置の軸体を吸着ノズルと共に下降させ、予めトレイに収容した電子部品を吸着ノズルで吸着したのち軸体を上昇させ、次いで直動案内装置をプリント配線板の上方に移動したのち軸体を下降させ、そして吸着ノズルで吸着した電子部品をプリント配線板の所定位置に装着（実装）する。電子部品実装装置は、上記のように直動案内装置の軸体を繰り返し昇降（長さ方向に移動）させ、多数の電子部品をプリント配線板の表面に実装する。
【０００４】
図１は、従来の直動案内装置の構成例を示す部分断面図である。但し、直動案内装置１０は、外筒１１及び蓋体１５を軸体１４の中心軸を含む平面に沿って切断し、そして内筒１３の一部分を切り欠いた状態で記入してある。そして図２は、図１に記入した切断線Ａ−Ａ線に沿って切断した直動案内装置１０の断面図である。但し、転動体１２は切断していない状態で記入してある。
【０００５】
図１及び図２に示す直動案内装置１０は、両端に開口部を持つ外筒１１、外筒１１の内周面に沿って配設された複数個の転動体１２、外筒１１の内側に長さ方向に移動可能に配置されている、複数個の転動体１２を外周側と内周側とに突き出た状態で回転可能に保持している内筒１３、内筒１３に挿入された上記複数個の転動体１２に外周面が支持されている軸体１４、および外筒１１の各開口部に備えられている環状の蓋体１５から構成されている。
【０００６】
直動案内装置１０の外筒１１を支持固定して、軸体１４を図１に示す位置（以下「初期位置」と云う）から下降させると、外筒１１と軸体１４とに挟まれた転動体１２が下方に転動するため、転動体１２を保持している内筒１３もまた図１に示す位置（以下「初期位置」と云う）から下降する。次いで、軸体１４を上昇させて初期位置に配置させると、転動体１２が上方に転動するため、内筒１３もまた上昇して初期位置（元の位置）に配置される。
【０００７】
転動体１２を保持する内筒１３の移動速度（昇降の速度）は、軸体１４の移動速度とは一致せず、理論的には、軸体１４の移動速度の二分の一の速度になる。従って、内筒１３は通常、内筒１３の移動速度とは異なる速度で移動する軸体１４、あるいは静止している外筒１１に固定されることはない。
【０００８】
このため、軸体１４の昇降を繰り返すと、その際に、例えば、複数個の転動体１２を保持する内筒１３が重力（自重）の影響を受け続けることが原因で、その後に軸体１４を初期位置に配置させても、内筒１３が初期位置に配置されることなく、初期位置よりも下方の位置に配置されることがある。
【０００９】
また、直動案内装置１０の転動体１２は、外筒１１と軸体１４とに挟まれて加圧された状態にある。そして、例えば、外筒１１や軸体１４を作製する際の機械加工の精度の僅かな変動により、外筒１１の内径がその中心軸方向において変動したり、軸体１４の外径がその中心軸方向において変動したり、あるいは直動案内装置１０の各種機械装置への取り付け状態により、外筒１１と軸体１４とが両者の中心軸が傾斜した状態で設置されたりすると、転動体１２に加わる圧力が外筒１１の長さ方向に変動する。転動体１２に加わる圧力が外筒１１の長さ方向に変動していると、転動体１２が外筒１１の長さ方向において圧力の小さい位置に移動し易くなる。このため、軸体１４の昇降を繰り返すと、その後に軸体１４を初期位置に配置させても、転動体１２を保持している内筒１３が初期位置に配置されることなく、初期位置よりも上方あるいは下方の位置（初期位置とは異なる位置）に配置されることがある。
【００１０】
このように、従来の直動案内装置１０では、軸体１４の昇降を繰り返すと、その後に軸体１４を初期位置に配置させても、内筒１３が初期位置に配置されることなく、初期位置とは異なる位置に配置されることがある。すなわち、軸体１４の昇降を繰り返すと、内筒１３と軸体１４との相対的な位置関係に変動を生じることがある。
【００１１】
例えば、図１に示す直動案内装置１０において、軸体１４の昇降を約１万回繰り返し、その後に軸体１４を初期位置に配置させると、内筒１３が初期位置よりも数ｍｍ程度下方の位置に配置されることがある。
【００１２】
このように、直動案内装置１０の軸体１４の昇降を繰り返す際に、例えば、内筒１３が軸体１４に対して相対的に下方に移動し続けると、図３に示すように軸体１４を初期位置から下降させた際に、転動体１２と共に下降する内筒１３が外筒１１の開口部に備えられた蓋体１５に接触（衝突）して停止する。内筒１３が静止すると、軸体１４を支持している転動体１２も停止するため、軸体１４を円滑に移動させることのできる距離が短くなる。
【００１３】
また、軸体１４を支持している転動体１２が停止すると、これと同時に軸体１４と転動体１２とが互いに強く擦れ合い（摺動し）、両者の間に急激に大きな摩擦抵抗が発生する。このため、駆動装置により軸体１４を昇降（長さ方向に移動）させて位置決めする精度が低下したり、極端な場合には、駆動装置がその駆動力によっては軸体１４を昇降させることができずに停止することもある。
【００１４】
図４は、従来の直動案内装置の別の構成例を示す部分断面図である。図４の直動案内装置４０は、内筒１３と各蓋体１５との間にコイルバネ４１を備えていて、軸体１４の昇降を繰り返す際に、各々のコイルバネ４１から内筒１３に、内筒１３を外筒１１の上下の中央の位置（初期位置）に向かって押し戻す力が継続して付与される。このため、軸体１４の昇降を繰り返しても内筒１３と軸体１４との相対的な位置関係に変動を生じ難く、従って内筒１３と蓋体１５との接触の発生が抑制されることから、軸体１４を円滑に移動可能な距離が短縮し難い。
【００１５】
また、内筒１３と蓋体１５との接触の発生が抑制されるため、軸体１４と転動体１２との間の大きな摩擦抵抗の発生も抑制される。このため、軸体１４の位置決め精度の低下も抑制される。図４の直動案内装置４０と同様の構成を有する直動案内装置は、例えば、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開平１１−２２３２１７号公報（第２図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
図１の直動案内装置１０は、軸体１４の昇降を繰り返すと、内筒１３と軸体１４との相対的な位置関係に変動を生じ易く、従って内筒１３と蓋体１５とが接触し易いことから、軸体１４を円滑に移動可能な距離が短縮し易い。
【００１８】
図４の直動案内装置４０では、各々のコイルバネ４１から内筒１３に、内筒１３を外筒１１の上下の中央の位置（初期位置）に向かって押し戻す力が継続して付与される。このため、軸体１４の昇降が繰り返されても、内筒１３と軸体１４との相対的な位置関係に変動を生じ難く、従って内筒１３と蓋体１５との接触の発生が抑制されることから、軸体１４を円滑に移動可能な距離が短縮し難い。
【００１９】
しかしながら、直動案内装置４０では、軸体１４をコイルバネ４１の復元力を超える大きな力で昇降させる必要がある。また、コイルバネ４１の復元力は、コイルバネ４１が縮小するほど大きくなる。このように、コイルバネの大きく且つ変動する復元力に逆らって軸体を昇降させると、軸体を昇降して位置決めする精度が低下する傾向にある。
【００２０】
本発明の課題は、軸体を比較的に小さな力で長さ方向に移動させることができ、そして軸体の昇降を繰り返しても内筒と軸体との相対的な位置関係に変動を生じ難い直動案内装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明者は、直動案内装置の内筒と蓋体との間に、相対的に小さな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じる第１のバネ区分と、相対的に大きな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じる第２のバネ区分とを含むコイルバネを設けると、下記（１）の理由により軸体を比較的に小さな力で移動させることが可能になり、そして下記（２）の理由により、軸体の昇降を繰り返しても内筒と軸体との相対的な位置関係に変動を生じ難くなることを見出し、本発明に到達した。
（１）上記のコイルバネは、第１のバネ区分の互いに隣接する線材が接触する前には相対的に小さなバネ定数を示し、第１のバネ区分の互いに隣接する線材が接触した後には相対的に大きなバネ定数を示す。このため、第１のバネ区分の互いに隣接する線材が接触するまでは、軸体を初期位置から相対的に小さな力で昇降（長さ方向に移動）させることができる。なお、内筒が外筒の端部に備えられた蓋体に接近し、第１のバネ区分の互いに隣接する線材が接触すると、コイルバネの大きな復元力によって内筒が初期位置に向かって押し戻されるため、内筒と蓋体との接触の発生が確実に防止される。
（２）上記のコイルバネ（すなわち第１のバネ区分及び第２のバネ区分のそれぞれ）から内筒に、内筒を初期位置に向けて押し戻す力が継続して付与されるため、軸体の昇降を繰り返しても内筒と軸体との相対的な位置関係に変動を生じ難い。
【００２２】
本発明は、両端に開口部を持つ外筒、外筒の内周面に沿って配設された複数個の転動体、外筒の内側に長さ方向に移動可能に配置されている、上記複数個の転動体を外周側と内周側とに突き出た状態で回転可能に保持している内筒、内筒に挿入された上記複数個の転動体に外周面が支持されている軸体、および外筒の各開口部に備えられている環状の蓋体を含む直動案内装置であって、上記の内筒と少なくとも一方の蓋体との間に、線材を螺旋状に巻いて形成したコイルバネが備えられていて、そして上記のコイルバネが、相対的に小さな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じる第１のバネ区分と、相対的に大きな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じる第２のバネ区分とを含むことを特徴とする直動案内装置にある。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の直動案内装置は、軸体を比較的に小さな力で長さ方向に移動させることができ、そして軸体の昇降を繰り返しても内筒と軸体との相対的な位置関係に変動を生じ難い。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】従来の直動案内装置の構成例を示す部分断面図である。但し、直動案内装置１０は、外筒１１及び蓋体１５を軸体１４の中心軸を含む平面に沿って切断し、そして内筒１３の一部分を切り欠いた状態で記入してある（図４についても同様である）。
【図２】図１に記入した切断線Ａ−Ａ線に沿って切断した直動案内装置１０の断面図である。但し、転動体１２は切断していない状態で記入してある（図１５についても同様である）。
【図３】図１の直動案内装置１０を内筒１３と蓋体１５とが接触した状態にて示す図である。
【図４】従来の直動案内装置の別の構成例を示す部分断面図である。但し、コイルバネ４１は、線材の巻数を実際よりも少なくして記入してある。
【図５】本発明の直動案内装置の構成例を示す部分断面である。但し、直動案内装置５０は、外筒５１、蓋体５５、およびコイルバネ６１を軸体５４の中心軸を含む平面に沿って切断し、そして内筒５３の一部分を切り欠いた状態で記入してある（図１４についても同様である）。なお、コイルバネ６１は、線材の巻数を実際よりも少なくして記入してある（図６〜図１４についても同様である）。
【図６】図５の直動案内装置５０を、図に示すように内筒５３と軸体５４との相対的な位置関係に変動を生じていない場合に、軸体５４を下方に移動させた状態で示す図である。
【図７】図５の直動案内装置５０を、軸体５４の昇降が繰り返され、内筒５３が軸体５４に対して相対的に下方の位置に配置された場合に、軸体５４を下方に移動させた状態で示す図である。
【図８】本発明の直動案内装置の別の構成例を示す部分断面図である。但し、直動案内装置８０は、外筒５１及び蓋体５５を軸体５４の中心軸を含む平面に沿って切断し、そして内筒５３の一部分を切り欠いた状態で記入してある（図９〜図１３についても同様である）。
【図９】本発明の直動案内装置の更に別の構成例を示す部分断面図である。
【図１０】本発明の直動案内装置の更に別の構成例を示す部分断面図である。
【図１１】本発明の直動案内装置の更に別の構成例を示す部分断面図である。
【図１２】本発明の直動案内装置の更に別の構成例を示す部分断面図である。
【図１３】本発明の直動案内装置の更に別の構成例を示す部分断面図である。
【図１４】本発明の直動案内装置の更に別の構成例を示す部分断面図である。
【図１５】図１４に記入した切断線Ｂ−Ｂ線に沿って切断した直動案内装置１４０の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
先ず、本発明の直動案内装置の代表的な実施態様について、添付の図面を参照しながら説明する。
【００２６】
図５は、本発明の直動案内装置の構成例を示す部分断面である。但し、直動案内装置５０は、外筒５１、蓋体５５、およびコイルバネ６１を軸体５４の中心軸を含む平面に沿って切断し、そして内筒５３の一部分を切り欠いた状態で記入してある。なお、コイルバネ６１は、その構成が理解し易くなるように、線材の巻数を実際よりも少なくして記入してある。
【００２７】
図５の直動案内装置５０は、両端に開口部を持つ外筒５１、外筒５１の内周面に沿って配設された複数個の転動体５２、外筒５１の内側に長さ方向に移動可能に配置されている、複数個の転動体５２を外周側と内周側とに突き出た状態で回転可能に保持している内筒５３、内筒５３に挿入された上記複数個の転動体５２に外周面が支持されている軸体５４、および外筒５１の各開口部に備えられている環状の蓋体５５を有している。このような構成については、図１に示す従来の直動案内装置１０の構成と同様である。
【００２８】
そして直動案内装置５０は、内筒５３と各蓋体５５との間に、線材を螺旋状に巻いて形成したコイルバネ６１を備えていて、そしてコイルバネ６１が、相対的に小さな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じる第１のバネ区分６１ａと、相対的に大きな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じる第２のバネ区分６１ｂとを含むことに特徴がある。
【００２９】
直動案内装置５０において、内筒５３が蓋体５５の側に近づいて両者の間隔が狭くなるほど、コイルバネ６１に付与される荷重が増大する。上記のように、コイルバネ６１の第１のバネ区分６１ａは、相対的に小さな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じる。従って、コイルバネ６１に付与される荷重が増大すると、先ず第１のバネ区分６１ａの互いに隣接する線材に接触を生じる。
【００３０】
従って、コイルバネ６１は、上記のように第１のバネ区分６１ａの互いに隣接する線材に接触を生じる前には、その長さ方向の全体が縮小することができるため、相対的に小さなバネ定数（バネに単位の変形を与えるのに必要な力）を示す。
【００３１】
その一方で、コイルバネ６１は、上記のように第１のバネ区分６１ａの互いに隣接する線材に接触を生じた後には、前記の線材の接触を生じている部分が、コイルバネ６１に付与される荷重が更に増大しても、この荷重の増大に応じて縮小することができなくなる（バネとして機能しなくなる）ため、相対的に大きなバネ定数を示す。
【００３２】
従って、直動案内装置５０において、軸体５４を初期位置（図５に示す位置）から下降させていくと、図６に示すように第１のバネ区分６１ａの互いに隣接する線材に接触を生じる前までは、コイルバネ６１が相対的に小さなバネ定数を示すため、軸体５４を比較的に小さな力で昇降（長さ方向に移動）させることができる。
【００３３】
一方、直動案内装置５０において、軸体の昇降が繰り返され、例えば、内筒５３が軸体５４に対して相対的に下方の位置に移動していくと、軸体５４を初期位置から下降させた際に、コイルバネ６１に付与される荷重が大きくなる。このため、軸体５４を下降させた際に、図７に示すように第１のバネ区分６１ａの互いに隣接する線材に接触を生じて、コイルバネ６１が相対的に大きなバネ定数を示すようになる。従って、コイルバネ６１が、その大きな復元力によって内筒５３を初期位置に向けて強く押し戻すため、内筒５３と蓋体５５との接触の発生が確実に防止される。
【００３４】
また、上記のコイルバネ６１（すなわち第１のバネ区分６１ａ及び第２のバネ区分６１ｂのそれぞれ）から内筒５３に、内筒５３を初期位置に向けて押し戻す力が継続して付与されるため、軸体５４の昇降を繰り返しても内筒５３と軸体５４との相対的な位置関係に変動を生じ難い。
【００３５】
図５の直動案内装置５０の場合、コイルバネ６１の線材の断面積が、コイルバネ６１の一方の端部（蓋体５５の側の端部）から他方の端部（内筒５３の側の端部）にかけて連続的に減少していて、第１のバネ区分６１ａは、コイルバネ６１を三等分に区分した上記他方の端部の側の区分とされ、そして第２のバネ区分６１ｂは、コイルバネ６１を三等分に区分した上記一方の端部の側の区分とされる。なお、上記のようにコイルバネ６１の第１のバネ区分と第２のバネ区分を定める際には、荷重が付与されていない状態でコイルバネ６１を三等分に区分する。
【００３６】
コイルバネ６１の線材の断面積は、コイルバネ６１の上記一方の端部（すなわち第２のバネ区分６１ｂの側の端部）から上記他方の端部（すなわち第１のバネ区分６１ａの側の端部）にかけて連続的に減少している。従って、コイルバネ６１の第１のバネ区分６１ａのバネ定数は、第２のバネ区分６１ｂのバネ定数よりも小さくなる。このため、コイルバネ６１に荷重が付与された際に（すなわち各バネ区分に同じ大きさの荷重が付与された際に）、第１のバネ区分６１ａが相対的に大きく弾性変形（縮小）して、互いに隣接する線材に接触を生じ易くなる。これにより、コイルバネ６１の第１のバネ区分６１ａは、相対的に小さな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じるようにされ、そして第２のバネ区分６１ｂは、相対的に大きな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じるようにされる。
【００３７】
コイルバネ６１は、例えば、次のようにして作製することができる。先ず、断面が円形の線材を螺旋状に巻いてコイルバネを作製する。但し、コイルバネの外径は、コイルバネの中心軸方向に沿って次第に大きく（あるいは小さく）なるように調製する。これにより、円錐台の形状のコイルバネを作製する。作製した円錐台の形状のコイルバネの外周面の一部分を、例えば、コイルバネの外径が上記中心軸方向に沿って均一な外径になるように研磨除去することにより、図５に示すように線材の断面積が一方の端部から他方の端部にかけて連続的に減少しているコイルバネ６１を作製することができる。
【００３８】
図８は、本発明の直動案内装置の別の構成例を示す部分断面図である。但し、直動案内装置８０は、外筒５１及び蓋体５５を軸体５４の中心軸を含む平面に沿って切断し、そして内筒５３の一部分を切り欠いた状態で記入してある。
【００３９】
図８の直動案内装置８０の構成は、コイルバネ８１の線材の断面積が、線材の断面の形状が円形に保たれ状態で、一方の端部（蓋体５５の側の端部）から他方の端部（内筒５３の側の端部）にかけて連続的に減少していること以外は、図５の直動案内装置５０の構成と同様である。
【００４０】
図９は、本発明の直動案内装置の更に別の構成例を示す部分断面図である。図９の直動案内装置９０の構成は、コイルバネ９１の構成が異なること以外は、図５の直動案内装置５０の構成と同様である。
【００４１】
すなわち、図９の直動案内装置９０の場合、コイルバネ９１の互いに隣接する線材の間隔（ピッチ）が、コイルバネ９１の一方の端部（蓋体５５の側の端部）から他方の端部（内筒５３の側の端部）にかけて連続的に増加していて、第１のバネ区分９１ａは、コイルバネ９１を三等分に区分した上記一方の端部の側の区分とされ、そして第２のバネ区分９１ｂは、コイルバネ９１を三等分に区分した上記他方の端部の側の区分とされる。なお、上記のようにコイルバネ９１の第１のバネ区分９１ａと第２のバネ区分９１ｂを定める際には、荷重が付与されていない状態でコイルバネ９１を三等分に区分する。
【００４２】
コイルバネ９１の互いに隣接する線材の間隔（ピッチ）は、コイルバネ９１の上記一方の端部（すなわち第１のバネ区分９１ａの側の端部）から上記他方の端部（第２のバネ区分９１ｂの側の端部）にかけて連続的に増加している。このため、コイルバネ９１の第１のバネ区分９１ａの線材の巻数は、第２のバネ区分９１ｂの線材の巻数よりも大きくなる。従って、コイルバネ９１の第１のバネ区分９１ａのバネ定数は、第２のバネ区分９１ｂのバネ定数よりも小さくなる。このため、コイルバネ９１に荷重が付与された際に、第１のバネ区分９１ａが相対的に大きく弾性変形（縮小）して、互いに隣接する線材に接触を生じ易くなる。これにより、コイルバネ９１の第１のバネ区分９１ａは、相対的に小さな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じるようにされ、そして第２のバネ区分９１ｂは、相対的に大きな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じるようにされる。
【００４３】
図１０は、本発明の直動案内装置の更に別の構成例を示す部分断面図である。図１０の直動案内装置１００の構成は、コイルバネ１０１の構成が異なること以外は、図５の直動案内装置５０の構成と同様である。
【００４４】
すなわち、図１０の直動案内装置１００の場合、コイルバネ１０１が、それぞれ線材の断面積が均一で且つ前記断面積が互いに異なる二つのコイルバネ片１０２ａ、１０２ｂを一列に並べて配置した構成にあり、第１のバネ区分１０１ａは、線材の断面積が最も小さなコイルバネ片１０２ａから構成され、そして第２のバネ区分１０１ｂは、線材の断面積が最も大きなコイルバネ片１０２ｂから構成される。
【００４５】
コイルバネ１０１の第１のバネ区分１０１ａを構成するコイルバネ片１０２ａの線材の断面積は、第２のバネ区分１０１ｂを構成するコイルバネ片１０２ｂの線材の断面積よりも小さい。従って、コイルバネ１０１の第１のバネ区分１０１ａのバネ定数は、第２のバネ区分１０１ｂのバネ定数よりも小さくなる。このため、コイルバネ１０１に荷重が付与された際に、第１のバネ区分１０１ａが相対的に大きく弾性変形（縮小）して、互いに隣接する線材に接触を生じ易くなる。これにより、コイルバネ１０１の第１のバネ区分１０１ａは、相対的に小さな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じるようにされ、そして第２のバネ区分１０１ｂは、相対的に大きな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じるようにされている。
【００４６】
図１１は、本発明の直動案内装置の更に別の構成例を示す部分断面図である。図１１の直動案内装置１１０の構成は、コイルバネ１１１の構成が異なること以外は、図５の直動案内装置５０の構成と同様である。
【００４７】
すなわち、図１１の直動案内装置１１０の場合、コイルバネ１１１が、それぞれ互いに隣接する線材の間隔（ピッチ）が均一で且つ前記間隔が互いに異なる二つのコイルバネ片１１２ａ、１１２ｂを一列に並べて配置した構成にあり、第１のバネ区分１１１ａは、線材の間隔が最も小さなコイルバネ片１１２ａから構成され、そして第２のバネ区分１１１ｂは、線材の間隔が最も大きなコイルバネ片１１２ｂから構成される。
【００４８】
コイルバネ１１１の第１のバネ区分１１１ａを構成するコイルバネ片１１２ａの線材の間隔は、第２のバネ区分１１１ｂを構成するコイルバネ片１１２ｂの線材の間隔よりも小さい。すなわち、コイルバネ１１１の第１のバネ区分１１１ａの線材の巻数は、第２のバネ区分の線材の巻数よりも大きい。従って、コイルバネ１１１の第１のバネ区分１１１ａのバネ定数は、第２のバネ区分１１１ｂのバネ定数よりも小さくなる。このため、コイルバネ１１１に荷重が付与された際に、第１のバネ区分１１１ａが相対的に大きく弾性変形（縮小）して、互いに隣接する線材に接触を生じ易くなる。これにより、コイルバネ１１１の第１のバネ区分１１１ａは、相対的に小さな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じるようにされ、そして第２のバネ区分１１１ｂは、相対的に大きな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じるようにされる。
【００４９】
図１２は、本発明の直動案内装置の更に別の構成例を示す部分断面図である。図１２の直動案内装置１２０の構成は、コイルバネ１２１の第１のバネ区分１２１ａが蓋材５５の側にあり、そして第２のバネ区分１２１ｂが内筒５３の側にあること以外は、図１０の直動案内装置１００の構成と同様である。
【００５０】
このように、第１のバネ区分及び第２のバネ区分はコイルバネの長さ方向の任意の位置に配置することができる。
【００５１】
図１３は、本発明の直動案内装置の更に別の構成例を示す部分断面図である。図１３の直動案内装置１３０の構成は、コイルバネ１３１の構成が異なること以外は、図１０の直動案内装置１００の構成と同様である。
【００５２】
すなわち、図１３の直動案内装置１３０の場合、コイルバネ１３１が、それぞれ線材の断面積が均一で且つ前記断面積が互いに異なる三つのコイルバネ片１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃを一列に並べて配置した構成にあり、第１のバネ区分１３１ａは、線材の断面積が最も小さなコイルバネ片１３２ｂから構成され、そして第２のバネ区分１３１ｂは、線材の断面積が最も大きなコイルバネ片１３２ａから構成される。
【００５３】
コイルバネ１３１の第１のバネ区分１３１ａを構成するコイルバネ片１３２ｂの線材の断面積は、第２のバネ区分１３１ｂを構成するコイルバネ片１３２ａの線材の断面積よりも小さい。従って、コイルバネ１３１の第１のバネ区分１３１ａのバネ定数は、第２のバネ区分１３１ｂのバネ定数よりも小さくなる。このため、コイルバネ１３１に荷重が付与された際に、第１のバネ区分１３１ａが相対的に大きく弾性変形（縮小）して、互いに隣接する線材に接触を生じ易くなる。これにより、コイルバネ１３１の第１のバネ区分１３１ａは、相対的に小さな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じるようにされ、そして第２のバネ区分１３１ｂは、相対的に大きな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じるようにされる。
【００５４】
なお、線材の断面積が最も小さなコイルバネ片が二以上ある場合には、そのうちの何れのコイルバネ片が第１のバネ区分を構成するコイルバネであってもよい。同様に、線材の断面積が最も大きなコイルバネ片が二以上ある場合には、そのうちの何れのコイルバネ片が第２のバネ区分を構成するコイルバネ片であってもよい。
【００５５】
図１４は、本発明の直動案内装置の更に別の構成例を示す部分断面図である。但し、軸体１４４は、その一部分を切り欠いた状態で記入してある。そして図１５は、図１４に記入した切断線Ｂ−Ｂ線に沿って切断した直動案内装置１４０の断面図である。
【００５６】
図１４の直動案内装置１４０の構成は、外筒１４１の内周面に内筒５３の外周側に突き出た転動体１４２を収容する複数本（例えば、４本）の直線溝１４１ａが形成されていること、軸体１４４の外周面に内筒５３の内周側に突き出た転動体１４２を収容する複数本の直線溝１４４ａが形成されていること、そして転動体１４２のサイズが異なること以外は、図５の直動案内装置５０の構成と同様である。
【００５７】
図１４の直動案内装置１４０は、外筒１４１と軸体１４４とが複数個の転動体１４２を介して互いに係合しているため、外筒１４１に対する軸体１４４の回転移動が防止される。このため、例えば、直動案内装置１４０の軸体１４４の端部に移動対象の物品を支持固定することにより、上記物品を軸体１４４の周方向に回転移動させることなく、軸体１４４の長さ方向に円滑に移動させることが可能になる。また、直動案内装置１４０の外筒１４１を回転駆動することにより、外筒１４１を上記物品が支持固定された軸体１４４と共に回転移動させることもできる。
【００５８】
外筒の内周面には、２〜１０本（特に３〜６本）の直線溝が形成されていることが好ましい。同様に軸体の外周面には、２〜１０本（特に３〜６本）の直線溝が形成されていることが好ましい。
【００５９】
なお、外筒１４１に対する軸体１４４の回転移動を防止するためには、上記の外筒１４１の直線溝１４１ａ及び軸体１４４の直線溝１４４ａのうちの少なくとも一方を備えていればよく、図１５に示すように両方の直線溝１４１ａ、１４４ａを備えていることが特に好ましい。
【００６０】
なお、例えば、直動案内装置が上記の転動体を収容する軸体の直線溝のみを備える場合、転動体を保持している内筒に突起を設け、この突起を外筒に形成した直線溝に係合させることにより、外筒に対する軸体の回転移動を防止することができる。
【００６１】
次に、本願発明の構成と好ましい実施態様とについて詳細に説明する。
【００６２】
前記のように、本願発明の直動案内装置は、両端に開口部を持つ外筒、外筒の内周面に沿って配設された複数個の転動体、外筒の内側に長さ方向に移動可能に配置されている、上記複数個の転動体を外周側と内周側とに突き出た状態で回転可能に保持している内筒、内筒に挿入された上記複数個の転動体に外周面が支持されている軸体、および外筒の各開口部に備えられている環状の蓋体を備えていて、そして上記内筒と少なくとも一方の蓋体との間に、線材を螺旋状に巻いて形成したコイルバネが備えられていて、そして前記コイルバネが、相対的に小さな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じる第１のバネ区分と、相対的に大きな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じる第２のバネ区分とを含むことに特徴がある。
【００６３】
外筒、転動体、そして軸体は、通常、鋼に代表される金属材料から形成される。また、直動案内装置の軽量化のために樹脂材料を用いたり、耐熱性や耐腐蝕性を向上させるためにセラミック材料を用いることもできる。
【００６４】
転動体としては、通常、ボール（球体）が用いられる。転動体としては、ころ（ローラー）を用いることもできる。
【００６５】
転動体の数に特に制限はないが、軸体を安定に支持するため、直動案内装置の複数個の転動体は、軸体の長さ方向に沿って互いに間隔をあけて配置された２〜５０個（好ましくは３〜３０個）の範囲内の数の転動体の組を、軸体の周方向に沿って互いに間隔をあけて２〜１０（好ましくは３〜６）組の範囲内の組数にて含んでいることが好ましい。
【００６６】
内筒は、外筒の内径よりも小さな外径に、軸体の外径よりも大きな内径に、そして転動体の直径よりも小さな厚みに設定される。
【００６７】
内筒には、上記転動体を回転可能に収容保持する複数個の透孔が形成される。転動する転動体同士が接触（衝突）して停止すると、転動体に支持されている軸体の円滑な移動を妨げることがある。従って、上記の各透孔に収容する転動体の数に特に制限はないが、各透孔に収容する転動体の数をなるべく少なくすることが好ましい。各透孔に収容する転動体の数は、１〜５個の範囲内にあることが好ましく、１〜３個の範囲内にあることが更に好ましく、１個であることが特に好ましい。各透孔に収容する転動体の数が１個である場合には、透孔としては円孔、あるいは内筒の長さ方向に延びる長孔を用いることが好ましく、円孔を用いることが特に好ましい。各透孔に収容する転動体の数が複数個である場合には、透孔としては内筒の長さ方向に延びる長孔を用いることが好ましい。
【００６８】
内筒は、例えば、金属材料や樹脂材料から形成される。金属材料としては、内筒の各透孔（例えば、図５に示す内筒５３の透孔５３ａ）を形成する際の機械加工が容易になることから、真鍮やステンレス鋼を用いることが好ましい。樹脂材料としては、内筒の機械的強度が大きくなることから、例えば、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂、あるいはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂を用いることが好ましい。
【００６９】
環状の蓋体の内径は、外筒の開口部からのコイルバネの飛び出しを防止するため、コイルバネの外径よりも小さく、かつ軸体の外径以上の（通常は軸体の外径よりも大きな）内径に設定される。
【００７０】
但し、本発明の直動案内装置では、後述のように内筒と一方の蓋体との間にのみコイルバネが設置されることもある。この場合、外筒のコイルバネが設置されていない側の開口部に備えられた環状の蓋体の内径は、外筒の開口部からの内筒の飛び出しを防止するため、内筒の外径よりも小さく、かつ軸体の外径以上の（通常は軸体の外径よりも大きな）内径に設定される。
【００７１】
蓋体は、金属材料（代表例、鉄）や樹脂材料から形成される。蓋体の内周面には、ゴム製の被膜が備えられていてもよい。この場合、蓋体の内径を軸体の外径に等しくする（蓋体の内周面のゴム製の被膜を軸体の外周面に接触させる）ことにより、外筒の内部への塵や埃の侵入を抑制することができる。
【００７２】
蓋体は、外筒と一体に形成してもよいし、外筒とは別体として形成してもよい。なお、上記のように外筒の開口部からのコイルバネ（あるいは内筒）の飛び出しを防止することができれば、環状の蓋体は、複数個に分割されていてもよいし、周方向の一部分が除去されていてもよい（Ｃ字形状に設定されていてもよい）。
【００７３】
例えば、図５の直動案内装置５０の場合には、周方向の一部分が除去されてＣ字形状に設定された環状の蓋体（「止め輪」あるいは「スリップリング」と呼ばれることもある）５５が用いられていて、そして外筒５１の開口部の内周面には、蓋体５５の外周側の一部分が収容される周溝５１ａが形成されている。蓋体５５は、その外周縁部の側から力を付与してその外径が小さくなるように弾性変形させた状態にて、外筒５１の開口部から内部に挿入される。蓋体５５は、外筒５１の周溝５１ａに到達すると元の形状に戻り、その外周側の一部分が周溝５１ａに収容配置される。なお、蓋体が連続した環状の形状にある場合には、蓋体を外筒の開口部から内部に圧入することにより、その外周側の一部分を外筒の周溝に収容配置することができる。
【００７４】
上記のように、本発明の直動案内装置は、内筒と少なくとも一方の蓋体との間に、線材を螺旋状に巻いて形成したコイルバネが備えられていて、そして前記のコイルバネが、相対的に小さな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じる第１のバネ区分と、相対的に大きな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じる第２のバネ区分とを含むことに特徴がある。
【００７５】
コイルバネは、内筒と一方の蓋体との間にのみ設けることもできるし、内筒と各蓋体との間に設けることもできる。コイルバネとしては、通常、圧縮コイルバネが用いられる。
【００７６】
例えば、直動案内装置を軸体が垂直に配置された状態で使用する場合、軸体の昇降を繰り返すと、複数個の転動体を保持する内筒が重力（自重）の影響を受け続けることが原因となり、その後に軸体を初期位置に配置させた際に、内筒が初期位置よりも下方の位置に配置されることが多い。そのような場合、内筒と下側の蓋体の間にのみコイルバネを設けると、使用するコイルバネの個数が一つで済むことから、直動案内装置の構成が簡単になり、また製造コストも低くなる。この場合、内筒と上側の蓋体との間に、上記のような第１のバネ区分と第２のバネ区分とを持たない通常のコイルバネ（以下、単に「通常のコイルバネ」と云う）を設けることもできる。
【００７７】
コイルバネは、内筒と各々の蓋体との間に備えられていることが好ましい。これにより、軸体の昇降を繰り返す際に、各々のコイルバネから内筒に、内筒を外筒の上下の中央の位置（初期位置）に向かって押し戻す力が継続して且つバランス良く付与されるため、内筒と軸体との相対的な位置関係に極めて変動を生じ難くなる。
【００７８】
コイルバネの一方の端部は蓋体に固定することもできる。同様にコイルバネの他方の端部は内筒に固定することもできる。コイルバネは一体に形成されていてもよいし、各バネ区分毎に別体として形成されていてもよい。後者の場合、隣接するバネ区分を互いに固定することもできる。
【００７９】
コイルバネは、線材を右巻きに巻いて形成したものであってもよいし、線材を左巻きに巻いて形成したものであってもよい。上記のようにコイルバネを内筒と各蓋体との間に設ける場合、一方のコイルバネの線材が右巻きに巻かれていて、他方のコイルバネの線材が左巻きに巻かれていてもよい。
【００８０】
コイルバネは、通常のコイルバネの場合と同様に、例えば、鋼、黄銅、リン青銅に代表される金属材料から形成することができる。
【００８１】
なお、直動案内装置の軸棒は、上下の（長さ方向の）何れにも移動される可能性がある。従って、内筒の初期位置は、通常、外筒の長さ方向の中央の位置に設定される（軸体の初期位置は、内筒が初期位置に配置されたときの軸体の位置を意味する）。勿論、内筒の初期位置を外筒の長さ方向の中央の位置とは異なる位置に設定することもできる。
【００８２】
コイルバネが、相対的に小さな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じる第１のバネ区分と、相対的に大きな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じる第２のバネ区分とを含むか否かは、最も簡便には、コイルバネに付与する荷重を次第に増加させた際に、コイルバネの長さ方向の一部分において互い隣接する線材に接触を生じ、かつ残りの部分の互いに隣接する線材に接触を生じていない状態が発生するか否かにより確認することができる。すなわち、コイルバネに付与する荷重を次第に増加させた際に、コイルバネに前記の状態が発生するのであれば、そのコイルバネは、相対的に小さな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じる第１のバネ区分と、相対的に大きな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じる第２のバネ区分とを含むと云える。
【００８３】
なお、コイルバネの第１のバネ区分と第２のバネ区分とを特定する必要がある場合（例えば、後述のように、第１のバネ区分の互いに隣接する線材に接触を生じる荷重の大きさと、第２のバネ区分の互いに隣接する線材に接触を生じる荷重の大きさとを比較する必要がある場合）には、例えば、次のようにして各区分を定めることができる。
【００８４】
先ず、コイルバネを、線材が２周回する毎に（２巻きの線材毎に）区分する。そしてコイルバネを各区分毎に分割して微小なバネ片を作製する。次に、各バネ片に荷重を付与し、そして前記荷重を次第に増加させ、互いに隣接する線材に接触を生じる荷重を求める。上記のバネ片のうち、最も小さな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じるバネ片からなる区分を第１のバネ区分と定め、そして最も大さな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じるバネ片からなる区分を第２のバネ区分と定める。
【００８５】
最も小さな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じるバネ片が二以上ある場合には、そのうちの何れのバネ片からなる区分を第１のバネ区分と定めてもよい。同様に、最も大さな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じるバネ片が二以上ある場合には、そのうちの何れのバネ片からなる区分を第２のバネ区分と定めてもよい。
【００８６】
なお、第１のバネ区分と第２のバネ区分は、上記のような荷重の大小関係（荷重の大きさの相対的な関係）により定めるため、各バネ片について互いに隣接する線材に接触を生じる荷重の測定方法が統一されていれば、上記とは別の測定方法を採用することもできる。
【００８７】
また、上記のコイルバネの各区分を構成するバネ片の形状や線材の材料が明確であれば、各バネ片について互いに隣接する線材に接触を生じる荷重を計算により求めることもできる。従って、計算で得られた荷重の大小関係に基づき、第１のバネ区分と第２のバネ区分とを定めることもできる。この方法は、コイルバネを切断する必要がないとの利点を有している。
【００８８】
なお、下記（Ａ）〜（Ｄ）に記載のように、コイルバネが特定の構成を有する場合には、それぞれに適した簡便な方法により、第１のバネ区分と第２のバネ区分とを定めることができる。
【００８９】
（Ａ）コイルバネの線材の断面積が、コイルバネの一方の端部から他方の端部にかけて連続的に減少している場合（例えば、図５に示すコイルバネ６１、あるいは図８に示すコイルバネ８１の場合）：第１のバネ区分は、上記コイルバネを三等分に区分した上記他方の端部の側の区分と定め、そして第２のバネ区分は、上記コイルバネを三等分に区分した上記一方の端部の側の区分と定める。
【００９０】
（Ｂ）コイルバネの互いに隣接する線材の間隔が、コイルバネの一方の端部から他方の端部にかけて連続的に増加している場合（例えば、図９に示すコイルバネ９１の場合）：第１のバネ区分は、上記コイルバネを三等分に区分した上記一方の端部の側の区分と定め、そして第２のバネ区分は、上記コイルバネを三等分に区分した上記他方の端部の側の区分と定める。
【００９１】
なお、上記（Ａ）（Ｂ）に記載した構成のコイルバネを用いる場合、各区分の互いに隣接する線材に接触を生じることは、同区分に含まれる互いに隣接する線材の組の全組について同時に線材の接触を生じることを意味するのではなく、少なくとも一組の互いに隣接する線材に接触を生じることを意味している。
【００９２】
（Ｃ）コイルバネが、それぞれ線材の断面積が均一で且つ前記断面積が互いに異なる二以上のコイルバネ片を一列に並べて配置した構成にある場合（例えば、図１０に示すコイルバネ１０１、図１２に示すコイルバネ１２１、あるいは図１３に示すコイルバネ１３１の場合）：第１のバネ区分は、線材の断面積が最も小さなコイルバネ片からなる区分と定め、そして第２のバネ区分は、線材の断面積が最も大きなコイルバネ片からなる区分と定める。
【００９３】
なお、線材の断面積が最も小さなコイルバネ片が二以上ある場合には、そのうちの何れのコイルバネ片からなる区分を第１のバネ区分と定めてもよい。同様に、線材の断面積が最も大きなコイルバネ片が二以上ある場合には、そのうちの何れのコイルバネ片からなる区分を第２のバネ区分と定めてもよい。
【００９４】
（Ｄ）コイルバネが、それぞれ互いに隣接する線材の間隔が均一で且つ前記間隔が互いに異なる二以上のコイルバネ片を一列に並べて配置した構成にある場合（例えば、図１１に示すコイルバネ１１１の場合）：第１のバネ区分は、線材の間隔が最も小さなコイルバネ片からなる区分と定め、そして第２のバネ区分は、線材の間隔が最も大きなコイルバネ片からなる区分と定める。
【００９５】
なお、線材の間隔が最も小さなコイルバネ片が二以上ある場合には、そのうちの何れのコイルバネ片からなる区分を第１のバネ区分と定めてもよい。同様に、線材の間隔が最も大きなコイルバネ片が二以上ある場合には、そのうちの何れのコイルバネ片からなる区分を第２のバネ区分と定めてもよい。
【００９６】
第１のバネ区分の互いに隣接する線材に接触を生じる荷重の大きさは、第２のバネ区分の互いに隣接する線材に接触を生じる荷重の大きさの２０〜８０％の範囲内にあることが好ましい。
【００９７】
第１のバネ区分の互いに隣接する線材に接触を生じる荷重の大きさが、第２のバネ区分の互いに隣接する線材に接触を生じる荷重の大きさの２０％以上の値に設定されていると、軸体を相対的に小さな力で移動することのできる距離を十分に長くすることができる。その一方で、第１のバネ区分の互いに隣接する線材に接触を生じる荷重の大きさが、第２のバネ区分の互いに隣接する線材に接触を生じる荷重の大きさの８０％以下の値に設定されていると、第１のバネ区分の線材に接触を生じたのちにも、第２のバネ区分が十分に縮小しながら内筒を支持することが可能になるため、内筒及び内筒に保持されている転動体が停止し難くなる。
【００９８】
第２のバネ区分のバネ定数の値は、コイルバネのバネ定数の１．２〜１０倍の範囲にあることが好ましく、１．５〜５倍の範囲内にあることが更に好ましい。このような条件を満足すると、第１のバネ区分の線材に接触を生じたのち、コイルバネが十分に大きなバネ定数を示すようになる。従って、コイルバネがその大きな反発力により内筒を初期位置の側に向かって強く押し戻すため、内筒と蓋体との接触の発生をより確実に防止することができる。
【００９９】
第１のバネ区分のバネ定数の値は、第２のバネ区分のバネ定数の値よりも小さいことが好ましい。
【０１００】
例えば、コイルバネ（バネ定数：ｋ）が、第１のバネ区分（バネ定数：ｋ1）と第２のバネ区分（バネ定数：ｋ2）とから構成されている場合、各々のバネ定数は下記の式（１）の関係を満足する。従って、コイルバネのバネ定数の値は、何れのバネ区分のバネ定数の値よりも小さくなる（コイルバネが更に別のバネ区分を含む場合も同様である）。
式（１） １／ｋ＝１／ｋ1＋１／ｋ2
【０１０１】
但し、上記のように第１のバネ区分のバネ定数の値が第２のバネ区分のバネ定数の値よりも小さくされている、すなわちｋ1＜ｋ2の関係を満足すると、ｋ1＞ｋ2の関係を満足する場合と比較して、第１のバネ区分の互いに隣接する線材に接触を生じたのちに、コイルバネが大きなバネ定数の値を示すようになる。従って、コイルバネの大きな反発力により内筒を初期位置の側に向かって強く押し戻すことができる。
【０１０２】
第１のバネ区分のバネ定数の値は、第２のバネ区分のバネ定数の値の２０〜８０％の範囲内にあることが更に好ましい。
【０１０３】
例えば、図１０の直動案内装置１００の場合、コイルバネ１０１から第１のバネ区分１０１ａ及び第２のバネ区分１０１ｂをそれぞれ取り出せば、各バネ区分のバネ定数は、通常のコイルバネの場合と同様に、下記の式（２）の関係を満足する。
【０１０４】
式（２） ｋ0＝（Ｇ×ｄ4）／（８×Ｎａ×Ｄ3）
［式（２）中、ｋ0はバネ定数（Ｎ／ｍｍ）であり、Ｇは横弾性係数（ｋｇｆ／ｍｍ2）であり（線材の材料の種類により決まる定数であり）、ｄは線材の直径（ｍｍ）であり、Ｎａはコイルバネの有効巻数であり、そしてＤはコイルの平均径（ｍｍ）である。］
【０１０５】
従って、コイルバネの各バネ区分のバネ定数の大きさは、上記の横弾性係数Ｇ、線材の直径ｄ、コイルバネの有効巻数Ｎａ、コイルの平均径Ｄの設定により容易に調節することができる。
【０１０６】
各バネ区分のバネ定数の大きさは、日本工業規格（ＪＩＳ Ｂ ２７０４）に規定されている試験方法に従って確認することができる。
【０１０７】
但し、各バネ区分が上記のバネ定数の大小関係（バネ定数の大きさの相対的な関係）を満足しているか否かを確認する際には、各バネ区分のバネ定数の試験方法が統一されていれば、上記とは別の試験方法を採用することもできる。
【０１０８】
また、各バネ区分の横弾性係数Ｇ、線材の直径ｄ、コイルバネの有効巻数Ｎａ、そしてコイルの平均径Ｄが明確であれば、上記の式（２）を用いて各バネ区分のバネ定数の値を計算により求めることもできる。従って、計算で得られたバネ定数に基づき、各バネ区分が上記のバネ定数の大小関係を満足しているか否かを確認することもできる。この方法は、コイルバネを切断する必要がないとの利点を有している。
【符号の説明】
【０１０９】
１０ 直動案内装置
１１ 外筒
１２ 転動体
１３ 内筒
１４ 軸体
１５ 蓋体
４０ 直動案内装置
４１ コイルバネ
５０ 直動案内装置
５１ 外筒
５１ａ 周溝
５２ 転動体
５３ 内筒
５３ａ 透孔
５４ 軸体
５５ 蓋体
６１ コイルバネ
６１ａ 第１のバネ区分
６１ｂ 第２のバネ区分
７１ａ、７１ｂ コイルバネ片
８０、９０ 直動案内装置
８１、９１ コイルバネ
８１ａ、９１ａ 第１のバネ区分
８１ｂ、９１ｂ 第２のバネ区分
１００、１１０ 直動案内装置
１０１、１１１ コイルバネ
１０１ａ、１１１ａ 第１のバネ区分
１０１ｂ、１１１ｂ 第２のバネ区分
１０２ａ、１０２ｂ コイルバネ片
１１２ａ、１１２ｂ コイルバネ片
１２０、１３０ 直動案内装置
１２１、１３１ コイルバネ
１２１ａ、１３１ａ 第１のバネ区分
１２１ｂ、１３１ｂ 第２のバネ区分
１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃ コイルバネ片
１４０ 直動案内装置
１４１ 外筒
１４１ａ 直線溝
１４２ 転動体
１４４ 軸体
１４４ａ 直線溝
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端に開口部を持つ外筒、外筒の内周面に沿って配設された複数個の転動体、外筒の内側に長さ方向に移動可能に配置されている、上記複数個の転動体を外周側と内周側とに突き出た状態で回転可能に保持している内筒、内筒に挿入された上記複数個の転動体に外周面が支持されている軸体、および外筒の各開口部に備えられている環状の蓋体を含む直動案内装置であって、
上記内筒と少なくとも一方の蓋体との間に、線材を螺旋状に巻いて形成したコイルバネが備えられていて、そして該コイルバネが、相対的に小さな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じる第１のバネ区分と、相対的に大きな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じる第２のバネ区分とを含むことを特徴とする直動案内装置。
【請求項２】
コイルバネの線材の断面積が、コイルバネの一方の端部から他方の端部にかけて連続的に減少していて、第１のバネ区分が、該コイルバネを三等分に区分した上記他方の端部の側の区分であり、そして第２のバネ区分が、該コイルバネを三等分に区分した上記一方の端部の側の区分である請求項１に記載の直動案内装置。
【請求項３】
コイルバネの互いに隣接する線材の間隔が、コイルバネの一方の端部から他方の端部にかけて連続的に増加していて、第１のバネ区分が、該コイルバネを三等分に区分した上記一方の端部の側の区分であり、そして第２のバネ区分が、該コイルバネを三等分に区分した上記他方の端部の側の区分である請求項１に記載の直動案内装置。
【請求項４】
第１のバネ区分の互いに隣接する線材に接触を生じる荷重の大きさが、第２のバネ区分の互いに隣接する線材に接触を生じる荷重の大きさの２０〜８０％の範囲内にある請求項２もしくは３に記載の直動案内装置。
【請求項５】
第２のバネ区分のバネ定数の値が、コイルバネのバネ定数の１．５〜５倍の範囲内にある請求項２乃至４のうちのいずれかの項に記載の直動案内装置。
【請求項６】
第１のバネ区分のバネ定数の値が、第２のバネ区分のバネ定数の値よりも小さい請求項２乃至５のうちのいずれかの項に記載の直動案内装置。
【請求項７】
コイルバネが、それぞれ線材の断面積が均一で且つ該断面積が互いに異なる二以上のコイルバネ片を一列に並べて配置した構成にあり、第１のバネ区分が、線材の断面積が最も小さなコイルバネ片からなり、そして第２のバネ区分が、線材の断面積が最も大きなコイルバネ片からなる請求項１に記載の直動案内装置。
【請求項８】
コイルバネが、それぞれ互いに隣接する線材の間隔が均一で且つ該間隔が互いに異なる二以上のコイルバネ片を一列に並べて配置した構成にあり、第１のバネ区分が、線材の間隔が最も小さなコイルバネ片からなり、そして第２のバネ区分が、線材の間隔が最も大きなコイルバネ片からなる請求項１に記載の直動案内装置。
【請求項９】
第１のバネ区分の互いに隣接する線材に接触を生じる荷重の大きさが、第２のバネ区分の互いに隣接する線材に接触を生じる荷重の大きさの２０〜８０％の範囲内にある請求項７もしくは８に記載の直動案内装置。
【請求項１０】
第２のバネ区分のバネ定数の値が、コイルバネのバネ定数の１．５〜５倍の範囲内にある請求項７乃至９のうちのいずれかの項に記載の直動案内装置。
【請求項１１】
第１のバネ区分のバネ定数の値が、第２のバネ区分のバネ定数の値よりも小さい請求項７乃至１０のうちのいずれかの項に記載の直動案内装置。
【請求項１２】
コイルバネが、内筒と各々の蓋体との間に備えられている請求項１乃至１１のうちのいずれかの項に記載の直動案内装置。
【請求項１３】
外筒の内周面に内筒の外周側に突き出た転動体を収容する複数本の直線溝が形成されている請求項１乃至１２のうちのいずれかの項に記載の直動案内装置。
【請求項１４】
軸体の外周面に内筒の内周側に突き出た転動体を収容する複数本の直線溝が形成されている請求項１乃至１３のうちのいずれかの項に記載の直動案内装置。
【請求項１】
両端に開口部を持つ外筒、外筒の内周面に沿って配設された複数個の転動体、外筒の内側に長さ方向に移動可能に配置されている、上記複数個の転動体を外周側と内周側とに突き出た状態で回転可能に保持している内筒、内筒に挿入された上記複数個の転動体に外周面が支持されている軸体、および外筒の各開口部に備えられている環状の蓋体を含む直動案内装置であって、
上記内筒と少なくとも一方の蓋体との間に、線材を螺旋状に巻いて形成したコイルバネが備えられていて、そして該コイルバネが、相対的に小さな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じる第１のバネ区分と、相対的に大きな荷重の付与により互いに隣接する線材に接触を生じる第２のバネ区分とを含むことを特徴とする直動案内装置。
【請求項２】
コイルバネの線材の断面積が、コイルバネの一方の端部から他方の端部にかけて連続的に減少していて、第１のバネ区分が、該コイルバネを三等分に区分した上記他方の端部の側の区分であり、そして第２のバネ区分が、該コイルバネを三等分に区分した上記一方の端部の側の区分である請求項１に記載の直動案内装置。
【請求項３】
コイルバネの互いに隣接する線材の間隔が、コイルバネの一方の端部から他方の端部にかけて連続的に増加していて、第１のバネ区分が、該コイルバネを三等分に区分した上記一方の端部の側の区分であり、そして第２のバネ区分が、該コイルバネを三等分に区分した上記他方の端部の側の区分である請求項１に記載の直動案内装置。
【請求項４】
第１のバネ区分の互いに隣接する線材に接触を生じる荷重の大きさが、第２のバネ区分の互いに隣接する線材に接触を生じる荷重の大きさの２０〜８０％の範囲内にある請求項２もしくは３に記載の直動案内装置。
【請求項５】
第２のバネ区分のバネ定数の値が、コイルバネのバネ定数の１．５〜５倍の範囲内にある請求項２乃至４のうちのいずれかの項に記載の直動案内装置。
【請求項６】
第１のバネ区分のバネ定数の値が、第２のバネ区分のバネ定数の値よりも小さい請求項２乃至５のうちのいずれかの項に記載の直動案内装置。
【請求項７】
コイルバネが、それぞれ線材の断面積が均一で且つ該断面積が互いに異なる二以上のコイルバネ片を一列に並べて配置した構成にあり、第１のバネ区分が、線材の断面積が最も小さなコイルバネ片からなり、そして第２のバネ区分が、線材の断面積が最も大きなコイルバネ片からなる請求項１に記載の直動案内装置。
【請求項８】
コイルバネが、それぞれ互いに隣接する線材の間隔が均一で且つ該間隔が互いに異なる二以上のコイルバネ片を一列に並べて配置した構成にあり、第１のバネ区分が、線材の間隔が最も小さなコイルバネ片からなり、そして第２のバネ区分が、線材の間隔が最も大きなコイルバネ片からなる請求項１に記載の直動案内装置。
【請求項９】
第１のバネ区分の互いに隣接する線材に接触を生じる荷重の大きさが、第２のバネ区分の互いに隣接する線材に接触を生じる荷重の大きさの２０〜８０％の範囲内にある請求項７もしくは８に記載の直動案内装置。
【請求項１０】
第２のバネ区分のバネ定数の値が、コイルバネのバネ定数の１．５〜５倍の範囲内にある請求項７乃至９のうちのいずれかの項に記載の直動案内装置。
【請求項１１】
第１のバネ区分のバネ定数の値が、第２のバネ区分のバネ定数の値よりも小さい請求項７乃至１０のうちのいずれかの項に記載の直動案内装置。
【請求項１２】
コイルバネが、内筒と各々の蓋体との間に備えられている請求項１乃至１１のうちのいずれかの項に記載の直動案内装置。
【請求項１３】
外筒の内周面に内筒の外周側に突き出た転動体を収容する複数本の直線溝が形成されている請求項１乃至１２のうちのいずれかの項に記載の直動案内装置。
【請求項１４】
軸体の外周面に内筒の内周側に突き出た転動体を収容する複数本の直線溝が形成されている請求項１乃至１３のうちのいずれかの項に記載の直動案内装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１３−７２５１２（Ｐ２０１３−７２５１２Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１２７９８（Ｐ２０１１−２１２７９８）
【出願日】平成２３年９月２８日（２０１１．９．２８）
【出願人】（３９４０００４９３）ヒーハイスト精工株式会社 (76)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２８日（２０１１．９．２８）
【出願人】（３９４０００４９３）ヒーハイスト精工株式会社 (76)
【Ｆターム（参考）】
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