直動案内装置
【課題】内筒が保持する全ての転動体の転動が同時に停止し難い直動案内装置を提供すること。
【解決手段】両端に開口部を持つ外筒４１、外筒の内周面に沿って配設された複数個の転動体４２、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４３、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４４、および外筒の各開口部に備えられている環状の蓋体４５を備え、そして上記内筒４３が中心軸に垂直な平面に沿って複数個の内筒部材４３ａ、４３ｂに分割されていて、そして互いに隣接する内筒部材の間に弾性体４７が配置されている直動案内装置。
【解決手段】両端に開口部を持つ外筒４１、外筒の内周面に沿って配設された複数個の転動体４２、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４３、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４４、および外筒の各開口部に備えられている環状の蓋体４５を備え、そして上記内筒４３が中心軸に垂直な平面に沿って複数個の内筒部材４３ａ、４３ｂに分割されていて、そして互いに隣接する内筒部材の間に弾性体４７が配置されている直動案内装置。
【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、そして吸着ノズルに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。図１の従来の直動案内装置の構成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】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−２７０８１３号公報（第６図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図１の従来の直動案内装置１０において、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。
【０００９】
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。
【００１０】
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、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に配置される（内筒と軸体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の位置に移動を続けると、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が停止すると、内筒１３が保持している全ての転動体１２の転動が同時に停止する。
【００１３】
内筒１３が保持している全ての転動体１２の転動が同時に停止すると、これと同時に軸体１４と停止した全ての転動体１２とが互いに強く擦れ合う（摺動する）ため、両者の間に急激に大きな摩擦抵抗が生じる。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り軸体１４を昇降させることができずに停止することもある。
【００１４】
本発明の課題は、内筒が保持する全ての転動体の転動が同時に停止し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】
【００１５】
本発明者は、直動案内装置の内筒を中心軸に垂直な平面に沿って複数個の内筒部材に分割し、そして互いに隣接する内筒部材の間に弾性体を配置すると、前記の一方の内筒部材が転動体と共に停止した場合であっても、軸体を移動させることにより上記弾性体が縮んで、他方の内筒部材に保持された転動体は転動を続けることができるため、全ての転動体の転動が同時に停止し難くなることを見出し、本発明に到達した。
【００１６】
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、上記内筒が中心軸に垂直な平面に沿って複数個の内筒部材に分割されていて、そして互いに隣接する内筒部材の間に弾性体が配置されていることを特徴とする直動案内装置にある。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の直動案内装置は、例えば、軸体を昇降した際に内筒が蓋体に接触した場合であっても、内筒に保持された全ての転動体の転動が同時に停止し難いため、転動体と軸体との間に生じる摩擦抵抗が小さくなる。従って、駆動装置により軸体を昇降（長さ方向に移動）させて位置決めする精度が低下したり、あるいは駆動装置がその駆動力により軸体を昇降させることができずに停止したりする問題の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【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３】図１の直動案内装置１０を、軸体１４の昇降の繰り返しにより内筒１３が軸体１４に対して相対的に下方の位置に移動し、このため軸体１４を下降させた際に内筒１３と蓋体１５とに接触を生じた状態にて示す図である。
【図４】本発明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４０は、外筒４１及び蓋体４５を軸体４４の中心軸を含む平面に沿って切断し、そして内筒４３の一部分を切り欠いた状態で記入してある（図５、図６、図８、図１０および図１１についても同様である）。なお、コイルバネ４７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〜図８、図１０〜図１２についても同様である）。
【図５】図４の直動案内装置４０を、軸体４４の昇降の繰り返しにより内筒４３が軸体４４に対して相対的に下方の位置に移動し、このため軸体４４を下降させた際に内筒４３と蓋体４５とに接触を生じた状態にて示す図である。
【図６】図５の直動案内装置４０を、軸体４４を更に下降させた状態で示す図である。
【図７】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７０は、内筒７３、外筒４１及び蓋体４５を軸体４４の中心軸を含む平面に沿って切断した状態で記入してある。
【図８】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】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、直動案内装置９０は、外筒４１及び蓋体４５を軸体４４の中心軸を含む平面に沿って切断し、そして内筒４３及びゴム製の筒体（弾性体）９７をそれぞれ一部分を切り欠いた状態で記入してある。
【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。但し、コイルバネ１０８は、線材の巻数を実際よりも少なくして記入してある。
【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。但し、コイルバネ１１９は、線材の巻数を実際よりも少なくして記入してある。
【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。但し、直動案内装置１２０は、外筒１２１及び蓋体４５を軸体１２４の中心軸を含む平面に沿って切断し、そして内筒１２３及び軸体１２４をそれぞれ一部分を切り欠いた状態で記入してある。
【図１３】図１２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１２０の断面図である。但し、転動体１２２は切断していない状態で記入してある。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
図４は、本発明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４０は、外筒４１及び蓋体４５を軸体４４の中心軸を含む平面に沿って切断し、そして内筒４３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４７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。
【００２１】
図４の直動案内装置４０は、両端に開口部を持つ外筒４１、外筒４１の内周面に沿って配設された複数個の転動体４２、外筒４１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４２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４３、内筒４３に挿入された上記複数個の転動体４２に外周面が支持されている軸体４４、および外筒４１の各開口部に備えられている環状の蓋体４５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。
【００２２】
そして直動案内装置４０は、上記の内筒４３がその中心軸に垂直な平面に沿って２個（複数個）の内筒部材４３ａ、４３ｂに分割されていて、互いに隣接する内筒部材４３ａ、４３ｂの間にコイルバネ（弾性体）４７が配置されていることに特徴がある。
【００２３】
本発明の直動案内装置４０において、軸体４４の昇降を繰り返す際に、例えば、内筒４３が軸体４４に対して相対的に下方の位置に移動を続けると、図５に示すように軸体４４を初期位置から下降させた際に、転動体４２と共に下降する内筒４３が外筒４１の蓋体４５に接触する点については、前記の従来の直動案内装置１０の場合と同様である（図３参照）。
【００２４】
その一方で、本発明の直動案内装置４０の場合には、上記のように内筒４３が外筒４１の蓋体４５に接触した際に、互いに隣接する内筒部材４３ａ、４３ｂのうちの一方の内筒部材４３ｂは転動体４２と共に停止するものの、軸体４４を更に下降させることにより図６に示すようにコイルバネ４７が縮んで、他方の内筒部材４３ａに保持された転動体４２は転動を更に続けることができる。
【００２５】
このように、本発明の直動案内装置４０は、内筒４３が保持する全ての転動体４２の転動が同時に停止し難いため、内筒４３が蓋体４５に接触した際に転動体４２と軸体４４との間に生じる摩擦抵抗が小さくなる。直動案内装置４０の場合、例えば、内筒４３が下側の蓋体４５に接触した際に転動体４２と軸体４４との間に生じる摩擦抵抗は、主として停止した内筒部材４３ｂが保持する転動体４２、すなわち内筒４３が保持する全ての転動体の個数の１／２の個数の転動体４２と、軸体４４との摺動により生じることから、図１の従来の直動案内装置１０にて生じる摩擦抵抗の約１／２の大きさになる。
【００２６】
従って、直動案内装置４０では、駆動装置により軸体４４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、あるいは駆動装置がその駆動力により軸体４４を昇降させることができずに停止したりする問題の発生が抑制される。
【００２７】
図４に示すように、直動案内装置４０の互いに隣接する内筒部材４３ａ、４３ｂは、コイルバネ（弾性体）４７を介して互いに連結されていることが好ましい。これにより、初期位置に配置された内筒４３の各端部と各蓋体４５との距離を互いに等しく設定することが容易になる。すなわち、内筒４３を蓋体４５に接触させることなく円滑に軸体４４を上昇可能な距離と下降可能な距離とを互いに等しく設定することが容易になる。
【００２８】
直動案内装置４０は、例えば、下記の手順に従って組み立てることができる。
【００２９】
先ず、外筒４１の下側の開口部に蓋体４５を装着する。次に、グリースを塗布した転動体４２を、コイルバネ４７を介して連結した内筒部材４３ａ、４３ｂの各透孔４８に収容保持させ、これらを軸体４４の周囲に嵌め合わせたのち、外筒４１の上側の開口部から内部に挿入して、内筒４３及び軸体４４を各々の初期位置に配置する。そして、外筒４１の上側の開口部に蓋体４５を装着する。このような手順により、直動案内装置４０を組み立てることができる。
【００３０】
あるいは、先ず、外筒４１の下側の開口部に蓋体４５を装着する。次に、グリースを塗布した転動体４２を、コイルバネ４７を介して連結した内筒部材４３ａ、４３ｂの各透孔４８に収容保持させ、これらを外筒４１の上側の開口部から内部に挿入したのち、外筒４１の上側の開口部に蓋体４５を装着する。そして、外筒４１の一方の開口部（好ましくは下側の開口部）から軸体４４を内部に挿入して、内筒４１及び軸体４４を各々の初期位置に配置する。このような手順によっても、直動案内装置４０を組み立てることができる。
【００３１】
なお、直動案内装置の軸体は、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。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。なお、軸体の初期位置は、内筒を初期位置に配置したときの軸体の位置を意味する（但し、内筒を初期位置に配置してから、内筒と軸体との相対的な位置関係に変動を生じていないことを条件とする）。
【００３２】
図７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７０は、内筒７３、外筒４１及び蓋体４５を軸体４４の中心軸を含む平面に沿って切断した状態で記入してある。
【００３３】
図７の直動案内装置７０の構成は、内筒７３がその中心軸に垂直な平面に沿って３個（複数個）の内筒部材７３ａ、７３ｂ、７３ｃに分割されていて、そして互いに隣接する内筒部材の間（内筒部材７３ａと内筒部材７３ｂとの間、そして内筒部材７３ｂと内筒部材７３ｃとの間）にそれぞれコイルバネ（弾性体）４７が配置されていること以外は、図４の直動案内装置４０の構成と同様である。
【００３４】
図７の直動案内装置７０の場合、例えば、内筒７３が下側の蓋体４５に接触した際に転動体４２と軸体４４との間に生じる摩擦抵抗は、主として停止した内筒部材７３ｃが保持する転動体４２、すなわち内筒７３が保持する全ての転動体の個数の１／６の個数の転動体４２と、軸体４４との摺動により生じることから、図１の従来の直動案内装置１０にて生じる摩擦抵抗の約１／６の大きさになる。
【００３５】
なお、例えば、軸体４４の昇降を繰り返した際に内筒７３が軸体４４に対して相対的に下方の位置に移動する傾向が強い場合、内筒７３が上側の蓋体４５に接触することは殆どないため、内筒部材７３ａと内筒部材７３ｂとを分割しなくてもよい。
【００３６】
図８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８の直動案内装置８０の構成は、コイルバネ４７が内筒部材４３ａに固定されていないこと以外は、図４の直動案内装置４０と同様である。
【００３７】
図８の直動案内装置８０において、内筒部材４３ａとコイルバネ４７とが互いに間隔をあけて配置している状態では、内筒部材４３ａと内筒部材４３ｂとは互いに拘束されることなく移動可能である。
【００３８】
従って、直動案内装置８０の場合には、例えば、内筒４３が下側の蓋体４５に接触して内筒部材４３ｂが転動体４２と共に停止した際に、軸体４４を更に下降させると、内筒部材４３ａがコイルバネ４７に接触するまでの間は、コイルバネ４７が縮まなくても、内筒部材４３ａに保持された転動体４２は転動を更に続けることができる。なお、内筒部材４３ａがコイルバネ４７に接触してからも、軸体４４を更に下降させるとコイルバネ４７が縮んで、内筒部材４３ａに保持された転動体４２は転動を更に続けることができる。
【００３９】
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。但し、直動案内装置９０は、外筒４１及び蓋体４５を軸体４４の中心軸を含む平面に沿って切断し、そして内筒４３及びゴム製の筒体（弾性体）９７をそれぞれ一部分を切り欠いた状態で記入してある。
【００４０】
図９の直動案内装置９０の構成は、弾性体としてゴム製の筒体９７が用いられていること以外は、図４の直動案内装置４０と同様である。
【００４１】
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、内筒４３の各端面に別のコイルバネ１０８が固定されていること以外は、図４の直動案内装置４０の構成と同様である。
【００４２】
直動案内装置１００では、例えば、軸体４４の昇降の繰り返しにより内筒４３が軸体４４に対して相対的に下方の位置に移動して、軸体４４を下降させた際に内筒４３が下降して（下側の）蓋体４５に近づくと、内筒部材４３ｂと蓋体４５との間に介在するコイルバネ１０８が下降した内筒部材４３ｂと蓋体４５とに挟まれて縮むため、内筒部材４３ｂが転動体４２と共に停止し難くなる。
【００４３】
なお、上記のコイルバネ１０８の反発力を受けて内筒部材４３ｂが転動体４２と共に停止した場合であっても、軸体４４を更に下降させることによりコイルバネ４７が縮んで、内筒部材４３ａに保持された転動体４２は転動を更に続けることができる。このように、直動案内装置１００もまた、内筒４３が保持する全ての転動体４２の転動が同時に停止し難い構成を有している。
【００４４】
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、各蓋体４５の内側面に別のコイルバネ１１９が固定されていること以外は、図４の直動案内装置４０の構成と同様である。
【００４５】
直動案内装置１１０では、例えば、軸体４４の昇降の繰り返しにより内筒４３が軸体４４に対して相対的に下方の位置に移動して、軸体４４を下降させた際に内筒４３が下降して（下側の）蓋体４５に近づくと、内筒部材４３ｂと蓋体４５との間に介在するコイルバネ１１９が下降した内筒部材４３ｂと蓋体４５とに挟まれて縮むため、内筒部材４３ｂが転動体４２と共に停止し難くなる。
【００４６】
なお、上記のコイルバネ１１９の反発力を受けて内筒部材４３ｂが転動体４２と共に停止した場合であっても、軸体４４を更に下降させることによりコイルバネ４７が縮んで、内筒部材４３ａに保持された転動体４２は転動を更に続けることができる。このように、直動案内装置１１０もまた、内筒４３が保持する全ての転動体４２の転動が同時に停止し難い構成を有している。
【００４７】
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。但し、直動案内装置１２０は、外筒１２１及び蓋体４５を軸体１２４の中心軸を含む平面に沿って切断し、そして内筒１２３及び軸体１２４をそれぞれ一部分を切り欠いた状態で記入してある。そして図１３は、図１２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１２０の断面図である。
【００４８】
図１２の直動案内装置１２０の構成は、外筒１２１の内周面に内筒１２３の外周側に突き出た転動体１２２を収容する複数本（例えば、４本）の直線溝１２１ａが形成されていること、軸体１２４の外周面に内筒１２３の内周側に突き出た転動体１２２を収容する複数本の直線溝１２４ａが形成されていること、そして転動体１２２のサイズが異なること以外は、図４の直動案内装置４０の構成と同様である。
【００４９】
図１２の直動案内装置１２０は、外筒１２１と軸体１２４とが複数個の転動体１２２を介して互いに係合しているため、外筒１２１に対する軸体１２４の回転移動が防止される。このため、例えば、直動案内装置１２０の軸体１２４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１２４の周方向に回転移動させることなく、軸体１２４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１２０の外筒１２１を回転駆動することにより、外筒１２１を上記物品が支持固定された軸体１２４と共に回転移動させることもできる。
【００５０】
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。
【００５１】
なお、外筒１２１に対する軸体１２４の回転移動を防止するためには、上記の外筒１２１の直線溝１２１ａ及び軸体１２４の直線溝１２４ａのうちの少なくとも一方を備えていればよく、図１２及び図１３に示すように両方の直線溝１２１ａ、１２４ａを備えていることが特に好ましい。
【００５２】
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。
【００５３】
次に、本発明の直動案内装置の構成と好ましい実施態様とについて詳細に説明する。
【００５４】
前記のように、本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含み、そして上記内筒が中心軸に垂直な平面に沿って複数個の内筒部材に分割されていて、互いに隣接する内筒部材の間に弾性体が配置されていることに特徴がある。
【００５５】
上記の外筒、転動体、そして軸体を形成する材料としては、通常、鋼に代表される金属材料が用いられる。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たりすることもできる。
【００５６】
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。
【００５７】
直動案内装置の複数個の転動体は、軸体を安定に支持するため、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（特に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組（特に３〜６組）の範囲内の組数にて含んでいることが好ましい。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
内筒は、その中心軸に垂直な平面に沿って複数個の内筒部材に分割される。内筒は、各々の内筒部材が軸体の周方向に沿って互いに間隔をあけて配置された少なくとも２個、好ましくは２〜１０個、更に好ましくは３〜６個の転動体を含むように複数個の内筒部材に分割することが好ましい。
【００６１】
内筒部材の個数は、２〜５０個の範囲内にあることが好ましく、２〜３０個の範囲内にあることが更に好ましく、２個もしくは３個であることが特に好ましい。
【００６２】
内筒を２個の内筒部材に分割する場合には、各々の内筒部材が同数の転動体を保持するように内筒を分割することが好ましい。また、軸体の昇降を繰り返した際に、内筒が軸体に対して一方の方向に相対的に移動する、すなわち一方の内筒部材が蓋体に接触する傾向が強い場合、上記の一方の内筒部材が、内筒が保持する全ての転動体の個数の１／２未満の個数の転動体を保持するように内筒を分割することが好ましい。これにより、上記の一方の内筒部材が蓋体に接触した際に転動体と軸体との間に生じる摩擦抵抗を小さくすることができる。上記の一方の内筒部材は、内筒が保持する全ての転動体の個数の１／３未満の個数の転動体を保持していることが好ましく、軸体の周方向に沿って互いに間隔をあけて配置された３〜６個の転動体を保持していることが特に好ましい。
【００６３】
内筒を３個の内筒部材に分割する場合には、各々の内筒部材が同数の転動体を保持するように内筒を分割することが好ましい。また、内筒の両端の内筒部材のそれぞれが、内筒が保持する全ての転動体の個数の１／３未満の個数の転動体を保持するように内筒を分割することも好ましい。これにより、内筒の両端の内筒部材のそれぞれが蓋体に接触した際に転動体と軸体との間に生じる摩擦抵抗を小さくすることができる。内筒の両端の内筒部材のそれぞれは、軸体の周方向に沿って互いに間隔をあけて配置された３〜６個の転動体を保持していることが特に好ましい。
【００６４】
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４に示す内筒４３の透孔４８）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。
【００６５】
内筒の互いに隣接する内筒部材の間には、弾性体が配置される。弾性体の代表例としては、コイルバネ、およびゴム製の部材が挙げられる。
【００６６】
コイルバネとしては、例えば、軸体の周囲に配置されたコイルバネ（例えば、図４に示すコイルバネ４７）を用いることもできるし、軸体の周方向に沿って互いに間隔をあけて配置された複数本のコイルバネを用いることもできる。
【００６７】
ゴム製の部材としては、例えば、軸体の周囲に配置されたゴム製の筒体（例えば、図９に示すゴム製の筒体９７）を用いることもできるし、軸体の周方向に沿って互いに間隔をあけて配置された複数本のゴム製の棒材を用いることもできる。
【００６８】
弾性体としては、コイルバネを用いることが好ましい。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。
【００６９】
コイルバネは、例えば、鋼、黄銅、リン青銅に代表される金属材料から形成される。
【００７０】
弾性体として、軸体の周囲に配置されたコイルバネ、あるいは軸体の周囲に配置されたゴム製の筒体を用いる場合、弾性体を互いに隣接する内筒部材の何れにも固定しなくてもよいし、図８の直動案内装置８０の場合のように、弾性体を一方の内筒部材のみに固定してもよいし、図４の直動案内装置４０のように、弾性体を各々の内筒部材に固定してもよい（互いに隣接する内筒部材を弾性体を介して互いに連結してもよい）。
【００７１】
なお、上記の内筒の少なくとも一方の端面には、上記の互いに隣接する内筒部材の間に配置されるコイルバネ（弾性体）とは別のコイルバネ（弾性体）を固定することができ、その場合には、内筒の各端面に上記の別のコイルバネ（例えば、図１０に示すコイルバネ１０８）を固定することが好ましい。
【００７２】
上記の外筒の各開口部には、環状の蓋体が備えられている。
【００７３】
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。
【００７４】
但し、本発明の直動案内装置では、前記のように内筒の端面にコイルバネ（例、図１０に示すコイルバネ１０８）が固定されることがある。この場合、上記内筒の端面に対向する環状の蓋体の内径は、外筒の開口部からコイルバネが突き出ないように、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）内径に設定することが好ましい。
【００７５】
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。
【００７６】
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。蓋体は、複数個に分割されていてもよいし、その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）。
【００７７】
例えば、図４の直動案内装置４０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）４５が用いられていて、そして外筒４１の開口部の内周面には、蓋体４５の外周側の一部分が収容される周溝４１ａが形成されている。蓋体４５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４１の開口部から内部に挿入される。蓋体４５は、外筒４１の周溝４１ａ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４１ａ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。
【００７８】
なお、上記の少なくとも一方の蓋体の内側面には、上記の互いに隣接する内筒部材の間に配置されるコイルバネ（弾性体）とは別のコイルバネ（弾性体）を固定することができ、その場合には、各蓋体の内側面に上記の別のコイルバネ（例えば、図１１に示すコイルバネ１１９）を固定することが好ましい。
【００７９】
図１２及び図１３に示す直動案内装置１２０を例にして説明したように、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ことが好ましく、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ことも好ましく、外筒と軸体とのそれぞれに直線溝が形成されていることが特に好ましい。
【符号の説明】
【００８０】
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 外筒
４１ａ 周溝
４２ 転動体
４３ 内筒
４３ａ、４３ｂ 内筒部材
４４ 軸体
４５ 蓋体
４７ コイルバネ（弾性体）
４８ 透孔
７０ 直動案内装置
７３ 内筒
７３ａ、７３ｂ、７３ｃ 内筒部材
８０ 直動案内装置
９０ 直動案内装置
９７ ゴム製の筒体（弾性体）
１００ 直動案内装置
１０８ コイルバネ
１１０ 直動案内装置
１１９ コイルバネ
１２０ 直動案内装置
１２１ 外筒
１２１ａ 直線溝
１２２ 転動体
１２３ 内筒
１２３ａ、１２３ｂ 内筒部材
１２４ 軸体
１２４ａ 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、そして吸着ノズルに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。図１の従来の直動案内装置の構成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】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−２７０８１３号公報（第６図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図１の従来の直動案内装置１０において、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。
【０００９】
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。
【００１０】
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、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に配置される（内筒と軸体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の位置に移動を続けると、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が停止すると、内筒１３が保持している全ての転動体１２の転動が同時に停止する。
【００１３】
内筒１３が保持している全ての転動体１２の転動が同時に停止すると、これと同時に軸体１４と停止した全ての転動体１２とが互いに強く擦れ合う（摺動する）ため、両者の間に急激に大きな摩擦抵抗が生じる。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り軸体１４を昇降させることができずに停止することもある。
【００１４】
本発明の課題は、内筒が保持する全ての転動体の転動が同時に停止し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】
【００１５】
本発明者は、直動案内装置の内筒を中心軸に垂直な平面に沿って複数個の内筒部材に分割し、そして互いに隣接する内筒部材の間に弾性体を配置すると、前記の一方の内筒部材が転動体と共に停止した場合であっても、軸体を移動させることにより上記弾性体が縮んで、他方の内筒部材に保持された転動体は転動を続けることができるため、全ての転動体の転動が同時に停止し難くなることを見出し、本発明に到達した。
【００１６】
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、上記内筒が中心軸に垂直な平面に沿って複数個の内筒部材に分割されていて、そして互いに隣接する内筒部材の間に弾性体が配置されていることを特徴とする直動案内装置にある。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の直動案内装置は、例えば、軸体を昇降した際に内筒が蓋体に接触した場合であっても、内筒に保持された全ての転動体の転動が同時に停止し難いため、転動体と軸体との間に生じる摩擦抵抗が小さくなる。従って、駆動装置により軸体を昇降（長さ方向に移動）させて位置決めする精度が低下したり、あるいは駆動装置がその駆動力により軸体を昇降させることができずに停止したりする問題の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【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３】図１の直動案内装置１０を、軸体１４の昇降の繰り返しにより内筒１３が軸体１４に対して相対的に下方の位置に移動し、このため軸体１４を下降させた際に内筒１３と蓋体１５とに接触を生じた状態にて示す図である。
【図４】本発明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４０は、外筒４１及び蓋体４５を軸体４４の中心軸を含む平面に沿って切断し、そして内筒４３の一部分を切り欠いた状態で記入してある（図５、図６、図８、図１０および図１１についても同様である）。なお、コイルバネ４７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〜図８、図１０〜図１２についても同様である）。
【図５】図４の直動案内装置４０を、軸体４４の昇降の繰り返しにより内筒４３が軸体４４に対して相対的に下方の位置に移動し、このため軸体４４を下降させた際に内筒４３と蓋体４５とに接触を生じた状態にて示す図である。
【図６】図５の直動案内装置４０を、軸体４４を更に下降させた状態で示す図である。
【図７】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７０は、内筒７３、外筒４１及び蓋体４５を軸体４４の中心軸を含む平面に沿って切断した状態で記入してある。
【図８】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】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、直動案内装置９０は、外筒４１及び蓋体４５を軸体４４の中心軸を含む平面に沿って切断し、そして内筒４３及びゴム製の筒体（弾性体）９７をそれぞれ一部分を切り欠いた状態で記入してある。
【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。但し、コイルバネ１０８は、線材の巻数を実際よりも少なくして記入してある。
【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。但し、コイルバネ１１９は、線材の巻数を実際よりも少なくして記入してある。
【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。但し、直動案内装置１２０は、外筒１２１及び蓋体４５を軸体１２４の中心軸を含む平面に沿って切断し、そして内筒１２３及び軸体１２４をそれぞれ一部分を切り欠いた状態で記入してある。
【図１３】図１２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１２０の断面図である。但し、転動体１２２は切断していない状態で記入してある。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
図４は、本発明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４０は、外筒４１及び蓋体４５を軸体４４の中心軸を含む平面に沿って切断し、そして内筒４３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４７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。
【００２１】
図４の直動案内装置４０は、両端に開口部を持つ外筒４１、外筒４１の内周面に沿って配設された複数個の転動体４２、外筒４１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４２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４３、内筒４３に挿入された上記複数個の転動体４２に外周面が支持されている軸体４４、および外筒４１の各開口部に備えられている環状の蓋体４５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。
【００２２】
そして直動案内装置４０は、上記の内筒４３がその中心軸に垂直な平面に沿って２個（複数個）の内筒部材４３ａ、４３ｂに分割されていて、互いに隣接する内筒部材４３ａ、４３ｂの間にコイルバネ（弾性体）４７が配置されていることに特徴がある。
【００２３】
本発明の直動案内装置４０において、軸体４４の昇降を繰り返す際に、例えば、内筒４３が軸体４４に対して相対的に下方の位置に移動を続けると、図５に示すように軸体４４を初期位置から下降させた際に、転動体４２と共に下降する内筒４３が外筒４１の蓋体４５に接触する点については、前記の従来の直動案内装置１０の場合と同様である（図３参照）。
【００２４】
その一方で、本発明の直動案内装置４０の場合には、上記のように内筒４３が外筒４１の蓋体４５に接触した際に、互いに隣接する内筒部材４３ａ、４３ｂのうちの一方の内筒部材４３ｂは転動体４２と共に停止するものの、軸体４４を更に下降させることにより図６に示すようにコイルバネ４７が縮んで、他方の内筒部材４３ａに保持された転動体４２は転動を更に続けることができる。
【００２５】
このように、本発明の直動案内装置４０は、内筒４３が保持する全ての転動体４２の転動が同時に停止し難いため、内筒４３が蓋体４５に接触した際に転動体４２と軸体４４との間に生じる摩擦抵抗が小さくなる。直動案内装置４０の場合、例えば、内筒４３が下側の蓋体４５に接触した際に転動体４２と軸体４４との間に生じる摩擦抵抗は、主として停止した内筒部材４３ｂが保持する転動体４２、すなわち内筒４３が保持する全ての転動体の個数の１／２の個数の転動体４２と、軸体４４との摺動により生じることから、図１の従来の直動案内装置１０にて生じる摩擦抵抗の約１／２の大きさになる。
【００２６】
従って、直動案内装置４０では、駆動装置により軸体４４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、あるいは駆動装置がその駆動力により軸体４４を昇降させることができずに停止したりする問題の発生が抑制される。
【００２７】
図４に示すように、直動案内装置４０の互いに隣接する内筒部材４３ａ、４３ｂは、コイルバネ（弾性体）４７を介して互いに連結されていることが好ましい。これにより、初期位置に配置された内筒４３の各端部と各蓋体４５との距離を互いに等しく設定することが容易になる。すなわち、内筒４３を蓋体４５に接触させることなく円滑に軸体４４を上昇可能な距離と下降可能な距離とを互いに等しく設定することが容易になる。
【００２８】
直動案内装置４０は、例えば、下記の手順に従って組み立てることができる。
【００２９】
先ず、外筒４１の下側の開口部に蓋体４５を装着する。次に、グリースを塗布した転動体４２を、コイルバネ４７を介して連結した内筒部材４３ａ、４３ｂの各透孔４８に収容保持させ、これらを軸体４４の周囲に嵌め合わせたのち、外筒４１の上側の開口部から内部に挿入して、内筒４３及び軸体４４を各々の初期位置に配置する。そして、外筒４１の上側の開口部に蓋体４５を装着する。このような手順により、直動案内装置４０を組み立てることができる。
【００３０】
あるいは、先ず、外筒４１の下側の開口部に蓋体４５を装着する。次に、グリースを塗布した転動体４２を、コイルバネ４７を介して連結した内筒部材４３ａ、４３ｂの各透孔４８に収容保持させ、これらを外筒４１の上側の開口部から内部に挿入したのち、外筒４１の上側の開口部に蓋体４５を装着する。そして、外筒４１の一方の開口部（好ましくは下側の開口部）から軸体４４を内部に挿入して、内筒４１及び軸体４４を各々の初期位置に配置する。このような手順によっても、直動案内装置４０を組み立てることができる。
【００３１】
なお、直動案内装置の軸体は、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。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。なお、軸体の初期位置は、内筒を初期位置に配置したときの軸体の位置を意味する（但し、内筒を初期位置に配置してから、内筒と軸体との相対的な位置関係に変動を生じていないことを条件とする）。
【００３２】
図７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７０は、内筒７３、外筒４１及び蓋体４５を軸体４４の中心軸を含む平面に沿って切断した状態で記入してある。
【００３３】
図７の直動案内装置７０の構成は、内筒７３がその中心軸に垂直な平面に沿って３個（複数個）の内筒部材７３ａ、７３ｂ、７３ｃに分割されていて、そして互いに隣接する内筒部材の間（内筒部材７３ａと内筒部材７３ｂとの間、そして内筒部材７３ｂと内筒部材７３ｃとの間）にそれぞれコイルバネ（弾性体）４７が配置されていること以外は、図４の直動案内装置４０の構成と同様である。
【００３４】
図７の直動案内装置７０の場合、例えば、内筒７３が下側の蓋体４５に接触した際に転動体４２と軸体４４との間に生じる摩擦抵抗は、主として停止した内筒部材７３ｃが保持する転動体４２、すなわち内筒７３が保持する全ての転動体の個数の１／６の個数の転動体４２と、軸体４４との摺動により生じることから、図１の従来の直動案内装置１０にて生じる摩擦抵抗の約１／６の大きさになる。
【００３５】
なお、例えば、軸体４４の昇降を繰り返した際に内筒７３が軸体４４に対して相対的に下方の位置に移動する傾向が強い場合、内筒７３が上側の蓋体４５に接触することは殆どないため、内筒部材７３ａと内筒部材７３ｂとを分割しなくてもよい。
【００３６】
図８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８の直動案内装置８０の構成は、コイルバネ４７が内筒部材４３ａに固定されていないこと以外は、図４の直動案内装置４０と同様である。
【００３７】
図８の直動案内装置８０において、内筒部材４３ａとコイルバネ４７とが互いに間隔をあけて配置している状態では、内筒部材４３ａと内筒部材４３ｂとは互いに拘束されることなく移動可能である。
【００３８】
従って、直動案内装置８０の場合には、例えば、内筒４３が下側の蓋体４５に接触して内筒部材４３ｂが転動体４２と共に停止した際に、軸体４４を更に下降させると、内筒部材４３ａがコイルバネ４７に接触するまでの間は、コイルバネ４７が縮まなくても、内筒部材４３ａに保持された転動体４２は転動を更に続けることができる。なお、内筒部材４３ａがコイルバネ４７に接触してからも、軸体４４を更に下降させるとコイルバネ４７が縮んで、内筒部材４３ａに保持された転動体４２は転動を更に続けることができる。
【００３９】
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。但し、直動案内装置９０は、外筒４１及び蓋体４５を軸体４４の中心軸を含む平面に沿って切断し、そして内筒４３及びゴム製の筒体（弾性体）９７をそれぞれ一部分を切り欠いた状態で記入してある。
【００４０】
図９の直動案内装置９０の構成は、弾性体としてゴム製の筒体９７が用いられていること以外は、図４の直動案内装置４０と同様である。
【００４１】
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、内筒４３の各端面に別のコイルバネ１０８が固定されていること以外は、図４の直動案内装置４０の構成と同様である。
【００４２】
直動案内装置１００では、例えば、軸体４４の昇降の繰り返しにより内筒４３が軸体４４に対して相対的に下方の位置に移動して、軸体４４を下降させた際に内筒４３が下降して（下側の）蓋体４５に近づくと、内筒部材４３ｂと蓋体４５との間に介在するコイルバネ１０８が下降した内筒部材４３ｂと蓋体４５とに挟まれて縮むため、内筒部材４３ｂが転動体４２と共に停止し難くなる。
【００４３】
なお、上記のコイルバネ１０８の反発力を受けて内筒部材４３ｂが転動体４２と共に停止した場合であっても、軸体４４を更に下降させることによりコイルバネ４７が縮んで、内筒部材４３ａに保持された転動体４２は転動を更に続けることができる。このように、直動案内装置１００もまた、内筒４３が保持する全ての転動体４２の転動が同時に停止し難い構成を有している。
【００４４】
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、各蓋体４５の内側面に別のコイルバネ１１９が固定されていること以外は、図４の直動案内装置４０の構成と同様である。
【００４５】
直動案内装置１１０では、例えば、軸体４４の昇降の繰り返しにより内筒４３が軸体４４に対して相対的に下方の位置に移動して、軸体４４を下降させた際に内筒４３が下降して（下側の）蓋体４５に近づくと、内筒部材４３ｂと蓋体４５との間に介在するコイルバネ１１９が下降した内筒部材４３ｂと蓋体４５とに挟まれて縮むため、内筒部材４３ｂが転動体４２と共に停止し難くなる。
【００４６】
なお、上記のコイルバネ１１９の反発力を受けて内筒部材４３ｂが転動体４２と共に停止した場合であっても、軸体４４を更に下降させることによりコイルバネ４７が縮んで、内筒部材４３ａに保持された転動体４２は転動を更に続けることができる。このように、直動案内装置１１０もまた、内筒４３が保持する全ての転動体４２の転動が同時に停止し難い構成を有している。
【００４７】
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。但し、直動案内装置１２０は、外筒１２１及び蓋体４５を軸体１２４の中心軸を含む平面に沿って切断し、そして内筒１２３及び軸体１２４をそれぞれ一部分を切り欠いた状態で記入してある。そして図１３は、図１２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１２０の断面図である。
【００４８】
図１２の直動案内装置１２０の構成は、外筒１２１の内周面に内筒１２３の外周側に突き出た転動体１２２を収容する複数本（例えば、４本）の直線溝１２１ａが形成されていること、軸体１２４の外周面に内筒１２３の内周側に突き出た転動体１２２を収容する複数本の直線溝１２４ａが形成されていること、そして転動体１２２のサイズが異なること以外は、図４の直動案内装置４０の構成と同様である。
【００４９】
図１２の直動案内装置１２０は、外筒１２１と軸体１２４とが複数個の転動体１２２を介して互いに係合しているため、外筒１２１に対する軸体１２４の回転移動が防止される。このため、例えば、直動案内装置１２０の軸体１２４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１２４の周方向に回転移動させることなく、軸体１２４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１２０の外筒１２１を回転駆動することにより、外筒１２１を上記物品が支持固定された軸体１２４と共に回転移動させることもできる。
【００５０】
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。
【００５１】
なお、外筒１２１に対する軸体１２４の回転移動を防止するためには、上記の外筒１２１の直線溝１２１ａ及び軸体１２４の直線溝１２４ａのうちの少なくとも一方を備えていればよく、図１２及び図１３に示すように両方の直線溝１２１ａ、１２４ａを備えていることが特に好ましい。
【００５２】
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。
【００５３】
次に、本発明の直動案内装置の構成と好ましい実施態様とについて詳細に説明する。
【００５４】
前記のように、本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含み、そして上記内筒が中心軸に垂直な平面に沿って複数個の内筒部材に分割されていて、互いに隣接する内筒部材の間に弾性体が配置されていることに特徴がある。
【００５５】
上記の外筒、転動体、そして軸体を形成する材料としては、通常、鋼に代表される金属材料が用いられる。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たりすることもできる。
【００５６】
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。
【００５７】
直動案内装置の複数個の転動体は、軸体を安定に支持するため、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（特に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組（特に３〜６組）の範囲内の組数にて含んでいることが好ましい。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
内筒は、その中心軸に垂直な平面に沿って複数個の内筒部材に分割される。内筒は、各々の内筒部材が軸体の周方向に沿って互いに間隔をあけて配置された少なくとも２個、好ましくは２〜１０個、更に好ましくは３〜６個の転動体を含むように複数個の内筒部材に分割することが好ましい。
【００６１】
内筒部材の個数は、２〜５０個の範囲内にあることが好ましく、２〜３０個の範囲内にあることが更に好ましく、２個もしくは３個であることが特に好ましい。
【００６２】
内筒を２個の内筒部材に分割する場合には、各々の内筒部材が同数の転動体を保持するように内筒を分割することが好ましい。また、軸体の昇降を繰り返した際に、内筒が軸体に対して一方の方向に相対的に移動する、すなわち一方の内筒部材が蓋体に接触する傾向が強い場合、上記の一方の内筒部材が、内筒が保持する全ての転動体の個数の１／２未満の個数の転動体を保持するように内筒を分割することが好ましい。これにより、上記の一方の内筒部材が蓋体に接触した際に転動体と軸体との間に生じる摩擦抵抗を小さくすることができる。上記の一方の内筒部材は、内筒が保持する全ての転動体の個数の１／３未満の個数の転動体を保持していることが好ましく、軸体の周方向に沿って互いに間隔をあけて配置された３〜６個の転動体を保持していることが特に好ましい。
【００６３】
内筒を３個の内筒部材に分割する場合には、各々の内筒部材が同数の転動体を保持するように内筒を分割することが好ましい。また、内筒の両端の内筒部材のそれぞれが、内筒が保持する全ての転動体の個数の１／３未満の個数の転動体を保持するように内筒を分割することも好ましい。これにより、内筒の両端の内筒部材のそれぞれが蓋体に接触した際に転動体と軸体との間に生じる摩擦抵抗を小さくすることができる。内筒の両端の内筒部材のそれぞれは、軸体の周方向に沿って互いに間隔をあけて配置された３〜６個の転動体を保持していることが特に好ましい。
【００６４】
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４に示す内筒４３の透孔４８）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。
【００６５】
内筒の互いに隣接する内筒部材の間には、弾性体が配置される。弾性体の代表例としては、コイルバネ、およびゴム製の部材が挙げられる。
【００６６】
コイルバネとしては、例えば、軸体の周囲に配置されたコイルバネ（例えば、図４に示すコイルバネ４７）を用いることもできるし、軸体の周方向に沿って互いに間隔をあけて配置された複数本のコイルバネを用いることもできる。
【００６７】
ゴム製の部材としては、例えば、軸体の周囲に配置されたゴム製の筒体（例えば、図９に示すゴム製の筒体９７）を用いることもできるし、軸体の周方向に沿って互いに間隔をあけて配置された複数本のゴム製の棒材を用いることもできる。
【００６８】
弾性体としては、コイルバネを用いることが好ましい。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。
【００６９】
コイルバネは、例えば、鋼、黄銅、リン青銅に代表される金属材料から形成される。
【００７０】
弾性体として、軸体の周囲に配置されたコイルバネ、あるいは軸体の周囲に配置されたゴム製の筒体を用いる場合、弾性体を互いに隣接する内筒部材の何れにも固定しなくてもよいし、図８の直動案内装置８０の場合のように、弾性体を一方の内筒部材のみに固定してもよいし、図４の直動案内装置４０のように、弾性体を各々の内筒部材に固定してもよい（互いに隣接する内筒部材を弾性体を介して互いに連結してもよい）。
【００７１】
なお、上記の内筒の少なくとも一方の端面には、上記の互いに隣接する内筒部材の間に配置されるコイルバネ（弾性体）とは別のコイルバネ（弾性体）を固定することができ、その場合には、内筒の各端面に上記の別のコイルバネ（例えば、図１０に示すコイルバネ１０８）を固定することが好ましい。
【００７２】
上記の外筒の各開口部には、環状の蓋体が備えられている。
【００７３】
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。
【００７４】
但し、本発明の直動案内装置では、前記のように内筒の端面にコイルバネ（例、図１０に示すコイルバネ１０８）が固定されることがある。この場合、上記内筒の端面に対向する環状の蓋体の内径は、外筒の開口部からコイルバネが突き出ないように、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）内径に設定することが好ましい。
【００７５】
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。
【００７６】
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。蓋体は、複数個に分割されていてもよいし、その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）。
【００７７】
例えば、図４の直動案内装置４０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）４５が用いられていて、そして外筒４１の開口部の内周面には、蓋体４５の外周側の一部分が収容される周溝４１ａが形成されている。蓋体４５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４１の開口部から内部に挿入される。蓋体４５は、外筒４１の周溝４１ａ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４１ａ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。
【００７８】
なお、上記の少なくとも一方の蓋体の内側面には、上記の互いに隣接する内筒部材の間に配置されるコイルバネ（弾性体）とは別のコイルバネ（弾性体）を固定することができ、その場合には、各蓋体の内側面に上記の別のコイルバネ（例えば、図１１に示すコイルバネ１１９）を固定することが好ましい。
【００７９】
図１２及び図１３に示す直動案内装置１２０を例にして説明したように、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ことが好ましく、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ことも好ましく、外筒と軸体とのそれぞれに直線溝が形成されていることが特に好ましい。
【符号の説明】
【００８０】
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 外筒
４１ａ 周溝
４２ 転動体
４３ 内筒
４３ａ、４３ｂ 内筒部材
４４ 軸体
４５ 蓋体
４７ コイルバネ（弾性体）
４８ 透孔
７０ 直動案内装置
７３ 内筒
７３ａ、７３ｂ、７３ｃ 内筒部材
８０ 直動案内装置
９０ 直動案内装置
９７ ゴム製の筒体（弾性体）
１００ 直動案内装置
１０８ コイルバネ
１１０ 直動案内装置
１１９ コイルバネ
１２０ 直動案内装置
１２１ 外筒
１２１ａ 直線溝
１２２ 転動体
１２３ 内筒
１２３ａ、１２３ｂ 内筒部材
１２４ 軸体
１２４ａ 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、
上記内筒が中心軸に垂直な平面に沿って複数個の内筒部材に分割されていて、そして互いに隣接する内筒部材の間に弾性体が配置されていることを特徴とする直動案内装置。
【請求項２】
互いに隣接する内筒部材が上記弾性体を介して互いに連結されている請求項１に記載の直動案内装置。
【請求項３】
弾性体がコイルバネである請求項１もしくは２に記載の直動案内装置。
【請求項４】
内筒の各端面に別のコイルバネが固定されている請求項１乃至３のうちのいずれかの項に記載の直動案内装置。
【請求項５】
各蓋体の内側面に別のコイルバネが固定されている請求項１乃至３のうちのいずれかの項に記載の直動案内装置。
【請求項６】
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】
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６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、
上記内筒が中心軸に垂直な平面に沿って複数個の内筒部材に分割されていて、そして互いに隣接する内筒部材の間に弾性体が配置されていることを特徴とする直動案内装置。
【請求項２】
互いに隣接する内筒部材が上記弾性体を介して互いに連結されている請求項１に記載の直動案内装置。
【請求項３】
弾性体がコイルバネである請求項１もしくは２に記載の直動案内装置。
【請求項４】
内筒の各端面に別のコイルバネが固定されている請求項１乃至３のうちのいずれかの項に記載の直動案内装置。
【請求項５】
各蓋体の内側面に別のコイルバネが固定されている請求項１乃至３のうちのいずれかの項に記載の直動案内装置。
【請求項６】
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】
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６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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−８７７８７（Ｐ２０１３−８７７８７Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２５８３１（Ｐ２０１１−２２５８３１）
【出願日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【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５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【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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