特許 6365026 直動案内装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6365026

(24)【登録日】2018年7月13日

(45)【発行日】2018年8月1日

(54)【発明の名称】直動案内装置

(51)【国際特許分類】

   F16C 29/06 20060101AFI20180723BHJP

   F16C 33/58 20060101ALI20180723BHJP

【ＦＩ】

   F16C29/06

   F16C33/58

【請求項の数】14

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2014-138023(P2014-138023)

(22)【出願日】2014年7月3日

(65)【公開番号】特開2016-14456(P2016-14456A)

(43)【公開日】2016年1月28日

【審査請求日】2017年6月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004204

【氏名又は名称】日本精工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100066980

【弁理士】

【氏名又は名称】森 哲也

(74)【代理人】

【識別番号】100108914

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 壯兵衞

(74)【代理人】

【識別番号】100103850

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 秀▲てつ▼

(74)【代理人】

【識別番号】100105854

【弁理士】

【氏名又は名称】廣瀬 一

(74)【代理人】

【識別番号】100116012

【弁理士】

【氏名又は名称】宮坂 徹

(72)【発明者】

【氏名】松本 淳

【審査官】 岡澤 洋

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０４−１０２７１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０６８６５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第５３４９４５１（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２００５−３３１０９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１８４８７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−５１１２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 独国特許出願公開第３６０７４７９（ＤＥ，Ａ１）

【文献】 特開２００２−５１７８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｃ ２９／０６

Ｆ１６Ｃ ３３／５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

案内レールと、スライダと、複数のボールと、を有し、
前記案内レール及び前記スライダは、互いに対向する位置に、前記ボールの転動通路を形成する軌道溝をそれぞれ有し、
前記両軌道溝は前記案内レールの長手方向に延び、
前記ボールは前記転動通路に配置され、
前記転動通路内での前記ボールの転動を介して、前記スライダが前記案内レールに案内されて前記長手方向に移動可能となっており、
前記軌道溝が備えるフランクは、前記フランクの幅方向略中央に位置する断面形状円弧状の主円弧部と、前記主円弧部の溝肩側に連続して形成される断面形状円弧状の溝肩側副円弧部と、前記主円弧部の溝底側に連続して形成される断面形状円弧状の溝底側副円弧部と、を有し、
前記溝肩側副円弧部の曲率中心及び前記溝底側副円弧部の曲率中心は、前記軌道溝に対して、前記主円弧部の曲率中心と同じ側に配されており、
前記溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2pと前記溝底側副円弧部の曲率半径ｒ2mとが異なることを特徴とする直動案内装置。

【請求項2】

前記溝肩側副円弧部の円弧中心角をＨｐ、前記溝底側副円弧部の円弧中心角をＨｍとしたとき、下記の条件Ａ又は条件Ｂを満足することを特徴とする請求項１に記載の直動案内装置。
条件Ａ：Ｈｐ＞Ｈｍ、且つ、ｒ2p＜ｒ2m
条件Ｂ：Ｈｐ＜Ｈｍ、且つ、ｒ2p＞ｒ2m

【請求項3】

前記フランクのうち前記ボールと接触する全てのフランクについては、前記主円弧部の曲率半径ｒ１が同一であり、前記溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2pが同一であり、且つ前記溝底側副円弧部の曲率半径ｒ2mが同一であり、
前記フランクのうち前記ボールと接触する全てのフランクにおいて、前記溝肩側副円弧部の円弧中心角Ｈｐの最小値をＨpmin、前記溝底側副円弧部の円弧中心角Ｈｍの最小値をＨmminとしたとき、下記の条件Ｃ又は条件Ｄを満足することを特徴とする請求項１に記載の直動案内装置。
条件Ｃ：Ｈpmin＞Ｈmmin、且つ、ｒ2p＜ｒ2m
条件Ｄ：Ｈpmin＜Ｈmmin、且つ、ｒ2p＞ｒ2m

【請求項4】

案内レールと、スライダと、複数のボールと、を有し、
前記案内レール及び前記スライダは、互いに対向する位置に、前記ボールの転動通路を形成する軌道溝をそれぞれ有し、
前記両軌道溝は前記案内レールの長手方向に延び、
前記ボールは前記転動通路に配置され、
前記転動通路内での前記ボールの転動を介して、前記スライダが前記案内レールに案内されて前記長手方向に移動可能となっており、
前記軌道溝が備えるフランクは、前記フランクの幅方向略中央に位置する断面形状円弧状の主円弧部と、前記主円弧部の溝肩側に連続して形成される断面形状円弧状の溝肩側副円弧部と、を有し、
前記溝肩側副円弧部の曲率中心は、前記軌道溝に対して、前記主円弧部の曲率中心と同じ側に配されており、
前記溝肩側副円弧部の円弧中心角Ｈｐが４°以上６°未満の場合は、前記溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2pが前記ボールの直径の０．６２倍超過であり、
前記溝肩側副円弧部の円弧中心角Ｈｐが６°以上１０°未満の場合は、前記溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2pが前記ボールの直径の０．５４倍超過０．６２倍以下であり、
前記溝肩側副円弧部の円弧中心角Ｈｐが１０°以上の場合は、前記溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2pが前記ボールの直径の０．５４倍以下であることを特徴とする直動案内装置。

【請求項5】

案内レールと、スライダと、複数のボールと、を有し、
前記案内レール及び前記スライダは、互いに対向する位置に、前記ボールの転動通路を形成する軌道溝をそれぞれ有し、
前記両軌道溝は前記案内レールの長手方向に延び、
前記ボールは前記転動通路に配置され、
前記転動通路内での前記ボールの転動を介して、前記スライダが前記案内レールに案内されて前記長手方向に移動可能となっており、
前記軌道溝が備えるフランクは、前記フランクの幅方向略中央に位置する断面形状円弧状の主円弧部と、前記主円弧部の溝底側に連続して形成される断面形状円弧状の溝底側副円弧部と、を有し、
前記溝底側副円弧部の曲率中心は、前記軌道溝に対して、前記主円弧部の曲率中心と同じ側に配されており、
前記溝底側副円弧部の円弧中心角Ｈｍが４°以上６°未満の場合は、前記溝底側副円弧部の曲率半径ｒ2mが前記ボールの直径の０．６２倍超過であり、
前記溝底側副円弧部の円弧中心角Ｈｍが６°以上１０°未満の場合は、前記溝底側副円弧部の曲率半径ｒ2mが前記ボールの直径の０．５４倍超過０．６２倍以下であり、
前記溝底側副円弧部の円弧中心角Ｈｍが１０°以上の場合は、前記溝底側副円弧部の曲率半径ｒ2mが前記ボールの直径の０．５４倍以下であることを特徴とする直動案内装置。

【請求項6】

案内レールと、スライダと、複数のボールと、を有し、
前記案内レール及び前記スライダは、互いに対向する位置に、前記ボールの転動通路を形成する軌道溝をそれぞれ有し、
前記両軌道溝は前記案内レールの長手方向に延び、
前記ボールは前記転動通路に配置され、
前記転動通路内での前記ボールの転動を介して、前記スライダが前記案内レールに案内されて前記長手方向に移動可能となっており、
前記軌道溝が備えるフランクは、前記フランクの幅方向略中央に位置する断面形状円弧状の主円弧部と、前記主円弧部の溝肩側に連続して形成される断面形状円弧状の溝肩側副円弧部と、を有し、
前記溝肩側副円弧部の曲率中心は、前記軌道溝に対して、前記主円弧部の曲率中心と同じ側に配されており、
前記フランクのうち前記ボールと接触する全てのフランクについては、前記主円弧部の曲率半径ｒ１が同一であり、且つ、前記溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2pが同一であり、
前記フランクのうち前記ボールと接触する全てのフランクにおいて、前記溝肩側副円弧部の円弧中心角Ｈｐの最小値をＨpminとしたとき、
Ｈpminが４°以上６°未満の場合は、前記溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2pが前記ボールの直径の０．６２倍超過であり、
Ｈpminが６°以上１０°未満の場合は、前記溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2pが前記ボールの直径の０．５４倍超過０．６２倍以下であり、
Ｈpminが１０°以上の場合は、前記溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2pが前記ボールの直径の０．５４倍以下であることを特徴とする直動案内装置。

【請求項7】

案内レールと、スライダと、複数のボールと、を有し、
前記案内レール及び前記スライダは、互いに対向する位置に、前記ボールの転動通路を形成する軌道溝をそれぞれ有し、
前記両軌道溝は前記案内レールの長手方向に延び、
前記ボールは前記転動通路に配置され、
前記転動通路内での前記ボールの転動を介して、前記スライダが前記案内レールに案内されて前記長手方向に移動可能となっており、
前記軌道溝が備えるフランクは、前記フランクの幅方向略中央に位置する断面形状円弧状の主円弧部と、前記主円弧部の溝底側に連続して形成される断面形状円弧状の溝底側副円弧部と、を有し、
前記溝底側副円弧部の曲率中心は、前記軌道溝に対して、前記主円弧部の曲率中心と同じ側に配されており、
前記フランクのうち前記ボールと接触する全てのフランクについては、前記主円弧部の曲率半径ｒ１が同一であり、且つ、前記溝底側副円弧部の曲率半径ｒ2mが同一であり、
前記フランクのうち前記ボールと接触する全てのフランクにおいて、前記溝底側副円弧部の円弧中心角Ｈｍの最小値をＨmminとしたとき、
Ｈmminが４°以上６°未満の場合は、前記溝底側副円弧部の曲率半径ｒ2mが前記ボールの直径の０．６２倍超過であり、
Ｈmminが６°以上１０°未満の場合は、前記溝底側副円弧部の曲率半径ｒ2mが前記ボールの直径の０．５４倍超過０．６２倍以下であり、
Ｈmminが１０°以上の場合は、前記溝底側副円弧部の曲率半径ｒ2mが前記ボールの直径の０．５４倍以下であることを特徴とする直動案内装置。

【請求項8】

案内レールと、スライダと、複数のボールと、を有し、
前記案内レール及び前記スライダは、互いに対向する位置に、前記ボールの転動通路を形成する軌道溝をそれぞれ有し、
前記両軌道溝は前記案内レールの長手方向に延び、
前記ボールは前記転動通路に配置され、
前記転動通路内での前記ボールの転動を介して、前記スライダが前記案内レールに案内されて前記長手方向に移動可能となっており、
前記軌道溝が備えるフランクは、前記フランクの幅方向略中央に位置する断面形状円弧状の主円弧部と、前記主円弧部の溝肩側に連続して形成される断面形状円弧状の溝肩側副円弧部と、前記主円弧部の溝底側に連続して形成される断面形状円弧状の溝底側副円弧部と、を有し、
前記溝肩側副円弧部の曲率中心及び前記溝底側副円弧部の曲率中心は、前記軌道溝に対して、前記主円弧部の曲率中心と同じ側に配されており、
前記フランクのうち前記ボールと接触する全てのフランクについては、前記主円弧部の曲率半径ｒ１が同一であり、前記溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2pが同一であり、且つ前記溝底側副円弧部の曲率半径ｒ2mが同一であり、
前記フランクのうち前記ボールと接触する全てのフランクにおいて、前記溝肩側副円弧部の円弧中心角Ｈｐの最小値をＨpmin、前記溝底側副円弧部の円弧中心角Ｈｍの最小値をＨmminとしたとき、
Ｈpminが４°以上６°未満の場合は、前記溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2pが前記ボールの直径の０．６２倍超過であり、
Ｈpminが６°以上１０°未満の場合は、前記溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2pが前記ボールの直径の０．５４倍超過０．６２倍以下であり、
Ｈpminが１０°以上の場合は、前記溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2pが前記ボールの直径の０．５４倍以下であり、
Ｈmminが４°以上６°未満の場合は、前記溝底側副円弧部の曲率半径ｒ2mが前記ボールの直径の０．６２倍超過であり、
Ｈmminが６°以上１０°未満の場合は、前記溝底側副円弧部の曲率半径ｒ2mが前記ボールの直径の０．５４倍超過０．６２倍以下であり、
Ｈmminが１０°以上の場合は、前記溝底側副円弧部の曲率半径ｒ2mが前記ボールの直径の０．５４倍以下であることを特徴とする直動案内装置。

【請求項9】

前記主円弧部と前記溝肩側副円弧部とは、接線を共有するように滑らかに連結していることを特徴とする請求項１，２，３，４，６，及び８のいずれか一項に記載の直動案内装置。

【請求項10】

前記主円弧部と前記溝底側副円弧部とは、接線を共有するように滑らかに連結していることを特徴とする請求項１，２，３，５，７，及び８のいずれか一項に記載の直動案内装置。

【請求項11】

前記主円弧部は、前記ボールと前記フランクとの接触点を中心として前記フランクの幅方向両側に等範囲に位置しており、前記主円弧部の円弧中心角Ｋは４０°であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の直動案内装置。

【請求項12】

前記主円弧部の曲率半径ｒ１は前記ボールの直径の０．５１倍以上０．５２倍以下であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の直動案内装置。

【請求項13】

前記軌道溝の少なくとも一つは、２つのフランクを備える断面形状略Ｖ字状のゴシックアーク形状溝であり、
前記軌道溝が有する２つのフランクのうち一方は、使用時に前記ボールと接触する主フランクであり、他方は、使用時に前記ボールと接触しない副フランクであることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の直動案内装置。

【請求項14】

前記主フランクと前記副フランクの断面形状は互いに線対称をなすことを特徴とする請求項１３に記載の直動案内装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は直動案内装置に関する。

【背景技術】

【0002】

直動案内装置は、直線状に延びる案内レールと、案内レールの長手方向に移動可能に案内レールに組み付けられたスライダと、を備えている。案内レールの表面には、案内レールの長手方向に延びる凹溝からなる軌道溝が形成されており、スライダの表面には、案内レールの軌道溝に対向する凹溝からなる軌道溝が形成されている。そして、案内レールの軌道溝とスライダの軌道溝との間に転動体であるボールが転動するための転動通路が形成されていて、この転動通路は案内レールの長手方向に延びている。この転動通路内には複数のボールが転動自在に配されていて、これら複数のボールの転動通路内での転動を介して、スライダが案内レールに案内されつつ移動可能となっている。

【0003】

このような直動案内装置において軌道溝としては、通常は、断面形状（案内レールの長手方向に直交する平面で切断した場合の断面形状）が単一の円弧状である円弧状溝、又は、断面形状が略Ｖ字状であるゴシックアーク形状溝が用いられる。軌道溝としてゴシックアーク形状溝を採用すると、軌道溝の寸法、形状等の精度を確保しやすいという利点がある。
特許文献１，２に記載の直動案内装置は、軌道溝としてゴシックアーク形状溝を有しており、直動案内装置の使用時には、ゴシックアーク形状溝を構成する２つのフランクのうち一方のフランクのみにボールが接触するようになっている。そして、両フランクの断面形状は、いずれも単一の円弧形状である。

【0004】

一方、特許文献３に記載の直動案内装置においては、軌道溝のフランクの断面形状は、曲率半径が異なる複数の円弧が連続してなる複合円弧形状とされている。このような構成により、ボールと軌道溝との接触面圧が低減されるため、直動案内装置の寿命が増大するとともに動摩擦係数が低減される。
しかしながら、特許文献３に記載の技術は、ボールと軌道溝との接触点において作用する荷重の作用線を対称軸として、軌道溝の断面形状が線対称である場合を前提としている。そのため、特許文献１，２に記載の直動案内装置のように、ボールと軌道溝との接触点において作用する荷重の作用線を対称軸として、軌道溝の断面形状が線対称ではなく非対称である場合には、特許文献３に記載の技術を適用しても、ボールと軌道溝との接触面圧が十分に低減されないおそれがあった。

【0005】

すなわち、荷重の作用線を対称軸として軌道溝の断面形状が線対称である直動案内装置であれば、スライダ上に物品を搭載した場合など鉛直方向下方に向く荷重（以下「押圧荷重」と記す）がスライダに負荷される場合、鉛直方向上方に向く荷重（以下「引張荷重」と記す）がスライダに負荷される場合、案内レール幅方向の荷重（以下「横荷重」と記す）がスライダに負荷される場合のいずれであっても、ボールと軌道溝との接触点における面圧分布は荷重が負荷されても変化しないが、荷重の作用線を対称軸として軌道溝の断面形状が非対称である直動案内装置では、荷重が負荷されると面圧分布が変化するので、ボールと軌道溝との接触面圧が低減される効果が十分に得られず、エッジロードが発生するおそれがあった。

【0006】

詳述すると、引張荷重がスライダに負荷された場合には、引張荷重の負荷前と比べて接触角が大きくなり、軌道溝のフランクのボールとの接触部に生じる接触応力の範囲が増加して、軌道溝の溝肩に設けられた面取りにまで達するおそれがある。接触応力の範囲が面取りにまで達すると、面取りでは接触応力を受けることはできないので、面取りの縁部においてエッジロードが発生する。エッジロードは顕著な圧力ピークであるため、案内レールやスライダを構成する材料の塑性変形の原因となる。軌道溝が塑性変形してしまうと、ボールの円滑な循環が阻害されるので、エッジロードの発生は好ましくない。

【0007】

また、横荷重がスライダに負荷された場合には、横荷重の負荷前と比べて接触角が小さくなり、軌道溝のフランクのボールとの接触部に生じる接触応力の範囲が増加して、軌道溝の溝底に設けられたワイヤー溝（保持器の一部を収容して保持器と案内レールとの干渉を防ぐための溝）にまで達するおそれがある。ワイヤー溝では接触応力を受けることはできないので、ワイヤー溝の縁部においてエッジロードが発生する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開昭６１−２４１５２６号公報

【特許文献2】特開昭６３−１８０４３７号公報

【特許文献3】特開２００８−５１１２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

そこで、本発明は上記のような従来技術が有する問題点を解決し、押圧荷重、引張荷重、横荷重のいずれの荷重がスライダに負荷されても、ボールと軌道溝との接触面圧が低減されてエッジロードが発生しにくい直動案内装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

前記課題を解決するため、本発明の一態様に係る直動案内装置は、案内レールと、スライダと、複数のボールと、を有し、前記案内レール及び前記スライダは、互いに対向する位置に、前記ボールの転動通路を形成する軌道溝をそれぞれ有し、前記両軌道溝は前記案内レールの長手方向に延び、前記ボールは前記転動通路に配置され、前記転動通路内での前記ボールの転動を介して、前記スライダが前記案内レールに案内されて前記長手方向に移動可能となっており、前記軌道溝が備えるフランクは、前記フランクの幅方向略中央に位置する断面形状円弧状の主円弧部と、前記主円弧部の溝肩側に連続して形成される断面形状円弧状の溝肩側副円弧部と、前記主円弧部の溝底側に連続して形成される断面形状円弧状の溝底側副円弧部と、を有し、前記溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2pと前記溝底側副円弧部の曲率半径ｒ2mとが異なることを特徴とする。

【0011】

この直動案内装置においては、前記溝肩側副円弧部の円弧中心角をＨｐ、前記溝底側副円弧部の円弧中心角をＨｍとしたとき、下記の条件Ａ又は条件Ｂを満足してもよい。
条件Ａ：Ｈｐ＞Ｈｍ、且つ、ｒ2p＜ｒ2m
条件Ｂ：Ｈｐ＜Ｈｍ、且つ、ｒ2p＞ｒ2m
また、この直動案内装置においては、前記フランクのうち前記ボールと接触する全てのフランクについては、前記主円弧部の曲率半径ｒ１が同一であり、前記溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2pが同一であり、且つ前記溝底側副円弧部の曲率半径ｒ2mが同一であり、前記フランクのうち前記ボールと接触する全てのフランクにおいて、前記溝肩側副円弧部の円弧中心角Ｈｐの最小値をＨpmin、前記溝底側副円弧部の円弧中心角Ｈｍの最小値をＨmminとしたとき、下記の条件Ｃ又は条件Ｄを満足してもよい。
条件Ｃ：Ｈpmin＞Ｈmmin、且つ、ｒ2p＜ｒ2m
条件Ｄ：Ｈpmin＜Ｈmmin、且つ、ｒ2p＞ｒ2m

【0012】

また、本発明の他の態様に係る直動案内装置は、案内レールと、スライダと、複数のボールと、を有し、前記案内レール及び前記スライダは、互いに対向する位置に、前記ボールの転動通路を形成する軌道溝をそれぞれ有し、前記両軌道溝は前記案内レールの長手方向に延び、前記ボールは前記転動通路に配置され、前記転動通路内での前記ボールの転動を介して、前記スライダが前記案内レールに案内されて前記長手方向に移動可能となっており、前記軌道溝が備えるフランクは、前記フランクの幅方向略中央に位置する断面形状円弧状の主円弧部と、前記主円弧部の溝肩側に連続して形成される断面形状円弧状の溝肩側副円弧部と、を有し、前記溝肩側副円弧部の円弧中心角Ｈｐが４°以上６°未満の場合は、前記溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2pが前記ボールの直径の０．６２倍超過であり、前記溝肩側副円弧部の円弧中心角Ｈｐが６°以上１０°未満の場合は、前記溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2pが前記ボールの直径の０．５４倍超過０．６２倍以下であり、前記溝肩側副円弧部の円弧中心角Ｈｐが１０°以上の場合は、前記溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2pが前記ボールの直径の０．５４倍以下であることを特徴とする。

【0013】

さらに、本発明の他の態様に係る直動案内装置は、案内レールと、スライダと、複数のボールと、を有し、前記案内レール及び前記スライダは、互いに対向する位置に、前記ボールの転動通路を形成する軌道溝をそれぞれ有し、前記両軌道溝は前記案内レールの長手方向に延び、前記ボールは前記転動通路に配置され、前記転動通路内での前記ボールの転動を介して、前記スライダが前記案内レールに案内されて前記長手方向に移動可能となっており、前記軌道溝が備えるフランクは、前記フランクの幅方向略中央に位置する断面形状円弧状の主円弧部と、前記主円弧部の溝底側に連続して形成される断面形状円弧状の溝底側副円弧部と、を有し、前記溝底側副円弧部の円弧中心角Ｈｍが４°以上６°未満の場合は、前記溝底側副円弧部の曲率半径ｒ2mが前記ボールの直径の０．６２倍超過であり、前記溝底側副円弧部の円弧中心角Ｈｍが６°以上１０°未満の場合は、前記溝底側副円弧部の曲率半径ｒ2mが前記ボールの直径の０．５４倍超過０．６２倍以下であり、前記溝底側副円弧部の円弧中心角Ｈｍが１０°以上の場合は、前記溝底側副円弧部の曲率半径ｒ2mが前記ボールの直径の０．５４倍以下であることを特徴とする。

【0014】

さらに、本発明の他の態様に係る直動案内装置は、案内レールと、スライダと、複数のボールと、を有し、前記案内レール及び前記スライダは、互いに対向する位置に、前記ボールの転動通路を形成する軌道溝をそれぞれ有し、前記両軌道溝は前記案内レールの長手方向に延び、前記ボールは前記転動通路に配置され、前記転動通路内での前記ボールの転動を介して、前記スライダが前記案内レールに案内されて前記長手方向に移動可能となっており、前記軌道溝が備えるフランクは、前記フランクの幅方向略中央に位置する断面形状円弧状の主円弧部と、前記主円弧部の溝肩側に連続して形成される断面形状円弧状の溝肩側副円弧部と、を有し、前記フランクのうち前記ボールと接触する全てのフランクについては、前記主円弧部の曲率半径ｒ１が同一であり、且つ、前記溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2pが同一であり、前記フランクのうち前記ボールと接触する全てのフランクにおいて、前記溝肩側副円弧部の円弧中心角Ｈｐの最小値をＨpminとしたとき、Ｈpminが４°以上６°未満の場合は、前記溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2pが前記ボールの直径の０．６２倍超過であり、Ｈpminが６°以上１０°未満の場合は、前記溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2pが前記ボールの直径の０．５４倍超過０．６２倍以下であり、Ｈpminが１０°以上の場合は、前記溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2pが前記ボールの直径の０．５４倍以下であることを特徴とする。

【0015】

さらに、本発明の他の態様に係る直動案内装置は、案内レールと、スライダと、複数のボールと、を有し、前記案内レール及び前記スライダは、互いに対向する位置に、前記ボールの転動通路を形成する軌道溝をそれぞれ有し、前記両軌道溝は前記案内レールの長手方向に延び、前記ボールは前記転動通路に配置され、前記転動通路内での前記ボールの転動を介して、前記スライダが前記案内レールに案内されて前記長手方向に移動可能となっており、前記軌道溝が備えるフランクは、前記フランクの幅方向略中央に位置する断面形状円弧状の主円弧部と、前記主円弧部の溝底側に連続して形成される断面形状円弧状の溝底側副円弧部と、を有し、前記フランクのうち前記ボールと接触する全てのフランクについては、前記主円弧部の曲率半径ｒ１が同一であり、且つ、前記溝底側副円弧部の曲率半径ｒ2mが同一であり、前記フランクのうち前記ボールと接触する全てのフランクにおいて、前記溝底側副円弧部の円弧中心角Ｈｍの最小値をＨmminとしたとき、Ｈmminが４°以上６°未満の場合は、前記溝底側副円弧部の曲率半径ｒ2mが前記ボールの直径の０．６２倍超過であり、Ｈmminが６°以上１０°未満の場合は、前記溝底側副円弧部の曲率半径ｒ2mが前記ボールの直径の０．５４倍超過０．６２倍以下であり、Ｈmminが１０°以上の場合は、前記溝底側副円弧部の曲率半径ｒ2mが前記ボールの直径の０．５４倍以下であることを特徴とする。

【0016】

さらに、本発明の他の態様に係る直動案内装置は、案内レールと、スライダと、複数のボールと、を有し、前記案内レール及び前記スライダは、互いに対向する位置に、前記ボールの転動通路を形成する軌道溝をそれぞれ有し、前記両軌道溝は前記案内レールの長手方向に延び、前記ボールは前記転動通路に配置され、前記転動通路内での前記ボールの転動を介して、前記スライダが前記案内レールに案内されて前記長手方向に移動可能となっており、前記軌道溝が備えるフランクは、前記フランクの幅方向略中央に位置する断面形状円弧状の主円弧部と、前記主円弧部の溝肩側に連続して形成される断面形状円弧状の溝肩側副円弧部と、前記主円弧部の溝底側に連続して形成される断面形状円弧状の溝底側副円弧部と、を有し、前記フランクのうち前記ボールと接触する全てのフランクについては、前記主円弧部の曲率半径ｒ１が同一であり、前記溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2pが同一であり、且つ前記溝底側副円弧部の曲率半径ｒ2mが同一であり、前記フランクのうち前記ボールと接触する全てのフランクにおいて、前記溝肩側副円弧部の円弧中心角Ｈｐの最小値をＨpmin、前記溝底側副円弧部の円弧中心角Ｈｍの最小値をＨmminとしたとき、Ｈpminが４°以上６°未満の場合は、前記溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2pが前記ボールの直径の０．６２倍超過であり、Ｈpminが６°以上１０°未満の場合は、前記溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2pが前記ボールの直径の０．５４倍超過０．６２倍以下であり、Ｈpminが１０°以上の場合は、前記溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2pが前記ボールの直径の０．５４倍以下であり、Ｈmminが４°以上６°未満の場合は、前記溝底側副円弧部の曲率半径ｒ2mが前記ボールの直径の０．６２倍超過であり、Ｈmminが６°以上１０°未満の場合は、前記溝底側副円弧部の曲率半径ｒ2mが前記ボールの直径の０．５４倍超過０．６２倍以下であり、Ｈmminが１０°以上の場合は、前記溝底側副円弧部の曲率半径ｒ2mが前記ボールの直径の０．５４倍以下であることを特徴とする。

【0017】

これらの直動案内装置においては、前記主円弧部と前記溝肩側副円弧部とが、接線を共有するように滑らかに連結していてもよいし、前記主円弧部と前記溝底側副円弧部とが、接線を共有するように滑らかに連結していてもよい。
また、これらの直動案内装置においては、前記主円弧部は、前記ボールと前記フランクとの接触点を中心として前記フランクの幅方向両側に等範囲に位置しており、前記主円弧部の円弧中心角Ｋは４０°であってもよい。
さらに、これらの直動案内装置においては、前記主円弧部の曲率半径ｒ１は前記ボールの直径の０．５１倍以上０．５２倍以下であってもよい。

【0018】

さらに、これらの直動案内装置においては、前記軌道溝の少なくとも一つは、２つのフランクを備える断面形状略Ｖ字状のゴシックアーク形状溝であり、前記軌道溝が有する２つのフランクのうち一方は、使用時に前記ボールと接触する主フランクであり、他方は、使用時に前記ボールと接触しない副フランクであってもよい。そして、前記主フランクと前記副フランクの断面形状は互いに線対称をなしてもよい。

【発明の効果】

【0019】

本発明の直動案内装置は、押圧荷重、引張荷重、横荷重のいずれの荷重がスライダに負荷されても、ボールと軌道溝との接触面圧が低減されてエッジロードが発生しにくい。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の第一実施形態に係る直動案内装置の構造を示す斜視図である。

【図2】図１の直動案内装置を案内レールの長手方向端部側から見た正面図である（ただし、エンドキャップの図示は省略してある）。

【図3】図２の直動案内装置のIII −III 断面図である。

【図4】図２の要部を拡大して示した拡大図である。

【図5】レール下溝の拡大図である。

【図6】レール下溝の上側フランクを説明する図である。

【図7】レール下溝の上側フランクを説明する図である。

【図8】レール上溝のフランクを説明する図である。

【図9】スライダ下溝の拡大図である。

【図10】スライダ下溝の下側フランクを説明する図である。

【図11】直動案内装置の使用時におけるレール下溝及びスライダ下溝を説明する図である。

【図12】直動案内装置の使用時におけるレール上溝及びスライダ上溝を説明する図である。

【図13】実施例１において引張荷重を作用させた場合の接触面圧の分布を示すグラフである。

【図14】実施例１において横荷重を作用させた場合の接触面圧の分布を示すグラフである。

【図15】比較例１において引張荷重を作用させた場合の接触面圧の分布を示すグラフである。

【図16】比較例１において横荷重を作用させた場合の接触面圧の分布を示すグラフである。

【図17】比較例２において引張荷重を作用させた場合の接触面圧の分布を示すグラフである。

【図18】比較例２において横荷重を作用させた場合の接触面圧の分布を示すグラフである。

【図19】溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2pのボールの直径に対する比と最大接触面圧との関係を示すグラフである。

【図20】溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2pのボールの直径に対する比が０．５２の場合の接触面圧の分布を示すグラフである。

【図21】溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2pのボールの直径に対する比が０．５６の場合の接触面圧の分布を示すグラフである。

【図22】溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2pのボールの直径に対する比が０．９の場合の接触面圧の分布を示すグラフである。

【図23】溝肩側副円弧部の円弧中心角Ｈｐと、溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2pのボールの直径に対する比の最適値との関係を示すグラフである。

【図24】本発明の第二実施形態に係る直動案内装置の構造を示す図であり、要部を拡大して示した拡大図である。

【図25】第二実施形態に係る直動案内装置のスライダ上溝のフランクを説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

本発明に係る直動案内装置の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、これ以降の説明で参照する各図においては、同一又は相当する部分には同一の符号を付してある。また、これ以降の説明において「断面」と記した場合は、特に断りがない限り、案内レールの長手方向に直交する平面で切断した場合の断面を意味する。さらに、これ以降の説明における「上」，「下」，「左」，「右」等の方向を示す用語は、特に断りがない限り、説明の便宜上、図２におけるそれぞれの方向を意味するものである。

【0022】

〔第一実施形態〕
図１，２に示すように、直線状に延びる断面形状略矩形の案内レール１の上に、断面形状略Ｕ字状のスライダ２が、案内レール１の長手方向（以下「前記長手方向」と記す）に移動可能に組み付けられている。この案内レール１の幅方向左右両側面１ａ，１ａと上面１ｂとが交差する稜部には、前記長手方向に延びる凹溝からなる軌道溝１０，１０が形成されている。
また、案内レール１の幅方向左右両側面１ａ，１ａの上下方向略中央部には、前記長手方向に延びる凹溝からなる軌道溝１０，１０が形成されている。そして、案内レール１の幅方向左右両側面１ａ，１ａの上下方向略中央部に形成された軌道溝１０，１０の溝底部には、保持器４の一部を収容して保持器４と案内レール１との干渉を防ぐ保持器用逃げ溝１０ａ（ワイヤー溝）が、スライダ２の移動領域の両端間（例えば、案内レール１の前記長手方向の両端間）にわたって前記長手方向に沿って形成されている。保持器用逃げ溝１０ａの断面形状は例えば略矩形状である。

【0023】

また、スライダ２は、案内レール１の上面１ｂに対向する平板状の胴部７と、胴部７の左右両側部からそれぞれ下方に延び案内レール１の側面１ａに対向する２つの脚部６，６とからなり、胴部７と脚部６，６とのなす角度は略直角であるため、スライダ２の断面形状は略Ｕ字状をなしている。そして、スライダ２は、両脚部６，６の間に案内レール１を挟むようにして、案内レール１に移動可能に取り付けられている。
このようなスライダ２は、スライダ本体２Ａと、スライダ本体２Ａの両端部（前記長手方向の両端部であり、スライダ２の移動方向の両端部とも言える）に着脱可能に取り付けられたエンドキャップ２Ｂ，２Ｂと、を備えている。さらに、スライダ２の両端部（各エンドキャップ２Ｂの前記長手方向の外側）には、案内レール１の外面（上面１ｂ及び側面１ａ，１ａ）に摺接して案内レール１とスライダ２との間の隙間の開口のうち前記長手方向の端面側に面する部分を密封するサイドシール５，５が装着されており、スライダ２の下部には、案内レール１とスライダ２との間の隙間の開口のうちスライダ２の下面側に面する部分を密封するアンダーシール８，８が装着されている。これらサイドシール５，５及びアンダーシール８，８により、外部から前記隙間への異物の侵入や、前記隙間から外部への潤滑剤の漏出が防止されている。

【0024】

さらに、スライダ本体２Ａの左右両脚部６，６の内側面の角部及び上下方向略中央部には、案内レール１の軌道溝１０，１０，１０，１０に対向する凹溝からなる軌道溝１１，１１，１１，１１が形成されている。そして、案内レール１の軌道溝１０，１０，１０，１０とスライダ２の軌道溝１１，１１，１１，１１との間に、断面ほぼ円形の転動通路１３，１３，１３，１３がそれぞれ形成されていて、これらの転動通路１３，１３，１３，１３は前記長手方向に延びている（図２，３を参照）。
これらの転動通路１３内には転動体である複数のボール３が保持器４に保持されつつ転動自在に装填されていて、転動通路１３内でのこれらのボール３の転動を介して、スライダ２が案内レール１に案内されて前記長手方向に移動可能となっている。保持器４は例えばワイヤーで形成されており、例えば案内レール１に組み付ける前など、案内レール１に組み付けられていない状態のスライダ２からのボール３の脱落を防止するために、ボール３を保持している。
なお、案内レール１及びスライダ２が備える軌道溝１０，１１の数は片側二列に限らず、例えば片側一列又は三列以上であってもよい。

【0025】

さらに、スライダ２は、スライダ本体２Ａの左右両脚部６，６の上部及び下部に、転動通路１３，１３，１３，１３と平行をなして前記長手方向に貫通する断面形状略円形の貫通孔からなる戻し通路１４，１４，１４，１４を備えている（図２，３を参照）。
一方、エンドキャップ２Ｂは、例えば樹脂材料の成形品からなり、断面形状が略Ｕ字状に形成されている。また、エンドキャップ２Ｂの裏面（スライダ本体２Ａとの当接面）の左右両側には、断面形状円形で円弧状に湾曲する方向転換路１５が上下二段に形成されている（図３を参照）。このエンドキャップ２Ｂをねじ等の締結部材でスライダ本体２Ａに取り付けると、方向転換路１５によって転動通路１３と戻し通路１４とが連通される。なお、方向転換路１５の断面形状は、方向転換路１５の連続方向に直交する平面で切断した場合の断面形状である。

【0026】

これら戻し通路１４と両端の方向転換路１５，１５とで、ボール３を転動通路１３の終点から始点に搬送して循環させる転動体搬送路１６が構成され（転動体搬送路１６は転動通路１３と同数設けられている）、転動通路１３と転動体搬送路１６とで、略環状の循環経路が構成される（図３を参照）。そして、この略環状の循環経路は、案内レール１を挟んで左右両側に形成される。
案内レール１に組みつけられたスライダ２が案内レール１に沿って前記長手方向に移動すると、転動通路１３内に装填されているボール３は、転動通路１３内を転動しつつ案内レール１に対してスライダ２と同方向に移動する。そして、ボール３が転動通路１３の終点に達すると、転動通路１３からすくい上げられ方向転換路１５へ送られる。方向転換路１５に入ったボール３はＵターンして戻し通路１４に導入され、戻し通路１４を通って反対側の方向転換路１５に至る。ここで再びＵターンして転動通路１３の始点に戻り、このような循環経路内の循環を無限に繰り返す。

【0027】

ここで、軌道溝１０，１１について、さらに詳細に説明する。案内レール１が有する４つの軌道溝１０，１０，１０，１０のうち、両側面１ａ，１ａと上面１ｂとが交差する稜部に形成された２つの軌道溝１０，１０（以下「レール上溝１０」と記すこともある）は、単一のフランクを備える溝である。また、案内レール１が有する４つの軌道溝１０，１０，１０，１０のうち、両側面１ａ，１ａの上下方向略中央部に形成された２つの軌道溝１０，１０（以下「レール下溝１０」と記すこともある）は、２つのフランク（上側フランク２０Ｕ及び下側フランク２０Ｌ）を備える断面形状略Ｖ字状のゴシックアーク形状溝である。

【0028】

さらに、スライダ本体２Ａが有する４つの軌道溝１１，１１，１１，１１（以下、レール上溝１０に対向する２つの軌道溝１１，１１を「スライダ上溝１１」、レール下溝１０に対向する２つの軌道溝１１，１１を「スライダ下溝１１」と記すこともある）は、２つのフランク（上側フランク２０Ｕ及び下側フランク２０Ｌ）を備える断面形状略Ｖ字状のゴシックアーク形状溝である。
直動案内装置の使用時においては、レール下溝１０、スライダ上溝１１、及びスライダ下溝１１がそれぞれ有する２つのフランク２０Ｕ、２０Ｌのうち一方がボール３と接触する主フランクとなり、他方はボール３と接触しない副フランクとなる。詳述すると、例えば図４に示すように、上側の転動通路１３では、スライダ上溝１１の上側フランク２０Ｕとレール上溝１０のフランクとがボール３に接触し、下側の転動通路１３では、スライダ下溝１１の下側フランク２０Ｌとレール下溝１０の上側フランク２０Ｕとがボール３に接触する。このとき、接触角Ｓはいずれも例えば５０°となっている。これら以外のフランク（すなわち、スライダ上溝１１の下側フランク２０Ｌ、スライダ下溝１１の上側フランク２０Ｕ、及びレール下溝１０の下側フランク２０Ｌ）はボール３と接触せず、これらフランクとボール３との間には数μｍから数十μｍの隙間Ｃが存在する。

【0029】

次に、レール下溝１０が備える上側フランク２０Ｕ及び下側フランク２０Ｌについて、図５〜７を参照しながら説明する。レール下溝１０が備える上側フランク２０Ｕ及び下側フランク２０Ｌは、相互に上下線対称をなす断面形状であり（すなわち、レール下溝１０の断面形状は線対称な形状である）、いずれのフランク２０Ｕ、２０Ｌも、フランク２０Ｕ、２０Ｌの幅方向略中央に位置する断面形状円弧状の主円弧部２１と、主円弧部２１の溝肩側に連続して形成される断面形状円弧状の溝肩側副円弧部２３と、主円弧部２１の溝底側に連続して形成される断面形状円弧状の溝底側副円弧部２５と、を有している。

【0030】

主円弧部２１の曲率半径ｒ１は、ボール３の半径より僅かに大きい。ボール３の接触点が位置することとなる主円弧部２１の曲率半径ｒ１が小さいほど、ボール３とレール下溝１０との接触面圧が低減されるので、直動案内装置の寿命が向上する。ただし、主円弧部２１の曲率半径ｒ１が小さすぎると、作製誤差によりボール３と主円弧部２１の接触が不安定になるおそれがある。このため、主円弧部２１の曲率半径ｒ１は、ボール３の直径の０．５１倍以上０．５２倍以下とすることが好ましい。例えば、ボール３の直径を５．５５６ｍｍ、主円弧部２１の曲率半径ｒ１を２．８３４ｍｍ（ボール３の直径の０．５１倍）としてもよい。

【0031】

案内レール１を作製後にレール下溝１０の位置を測定する際には、測定用ボールを上側フランク２０Ｕ及び下側フランク２０Ｌの両方に接触するようにしてレール下溝１０内に配置する（図５を参照）。レール下溝１０は２つのフランク２０Ｕ、２０Ｌを備えているので、１つのフランクしか備えていない場合よりも、測定用ボールの位置が安定する。そのため、レール下溝１０の高さ位置（上下方向位置）や、２つのレール下溝１０，１０間の案内レール１の幅方向の距離を、高精度に測定することができる。測定用ボールの接触角は、例えば、上側フランク２０Ｕでの接触角ａ１を３６°、下側フランク２０Ｌでの接触角ａ２を３６°とすることができる。

【0032】

案内レール１のレール上溝１０は１つのフランクからなるため、レール上溝１０の位置を直接的に高精度に測定することは難しい。しかしながら、案内レール１のレール上溝１０は、総形砥石を用いた研削加工によって、レール下溝１０と同時に形成することができる。総形砥石を用いれば、正確に寸法を保証することが比較的容易であるので、案内レール１のレール上溝１０の位置は測定せず、レール下溝１０の位置のみを測定すれば、レール上溝１０の位置についても保証することができる。
レール下溝１０の溝肩側の両縁部には、ランド部に接続する面取り（Ｒ面取り）３１，３１が形成されている。面取り３１によって、レール下溝１０の溝肩側の縁部にバリが残存することを防ぐことができる。面取り３１の曲率半径は、ボール３の直径の０．１倍程度とすることができる。なお、レール下溝１０の溝肩側の両縁部に形成した面取り３１、３１の曲率半径は、図５のように同一でもよいが、異なっていてもよい。

【0033】

次に、レール下溝１０の上側フランク２０Ｕ及び下側フランク２０Ｌが有する主円弧部２１、溝肩側副円弧部２３、及び溝底側副円弧部２５について、レール下溝１０の上側フランク２０Ｕを例にして、図６を参照しながら説明する。レール下溝１０の上側フランク２０Ｕの断面形状は、溝肩側副円弧部２３、主円弧部２１、及び溝底側副円弧部２５が連続してなる複合円弧形状となっている。
主円弧部２１は、ボール３と上側フランク２０Ｕとの接触点を中心として上側フランク２０Ｕの幅方向両側に等範囲に配されており、主円弧部２１の円弧中心角Ｋは例えば４０°である。主円弧部２１のうち接触点よりも溝肩側の部分と接触点よりも溝底側の部分とは上側フランク２０Ｕの幅方向に等範囲であり、接触点よりも溝肩側の部分の円弧中心角をＫｐ、接触点よりも溝底側の部分の円弧中心角をＫｍとすると、第一実施形態においてはＫｐ及びＫｍは例えば２０°となっている。なお、本発明において主円弧部の円弧中心角とは、主円弧部の曲率中心と主円弧部の両端とをそれぞれ直線で結んで形成される扇形の中心角を意味する。

【0034】

主円弧部２１と溝肩の面取り３１との間に溝肩側副円弧部２３が形成されており、溝肩側副円弧部２３の円弧中心角Ｈｐは、第一実施形態においては例えば９．８°となっている。また、主円弧部２１と保持器用逃げ溝１０ａとの間に溝底側副円弧部２５が形成されており、溝底側副円弧部２５の円弧中心角Ｈｍは、第一実施形態においては例えば１０．０°となっている。すなわち、溝肩側副円弧部２３及び溝底側副円弧部２５の円弧中心角Ｈｐ、Ｈｍの大きさは、溝肩の面取り３１及び保持器用逃げ溝１０ａの寸法によって制限される。なお、本発明において溝肩側副円弧部の円弧中心角とは、主円弧部の曲率中心と溝肩側副円弧部の両端とをそれぞれ直線で結んで形成される扇形の中心角を意味する。また、溝底側副円弧部の円弧中心角とは、主円弧部の曲率中心と溝底側副円弧部の両端とをそれぞれ直線で結んで形成される扇形の中心角を意味する。

【0035】

主円弧部２１の範囲が大きすぎると（円弧中心角Ｋが大きすぎると）、溝肩側副円弧部２３や溝底側副円弧部２５の範囲が小さくなり（円弧中心角Ｈｐ、Ｈｍが小さくなり）、溝肩側副円弧部２３や溝底側副円弧部２５の設計の自由度が小さくなる。一方、主円弧部２１の範囲が小さすぎると（円弧中心角Ｋが小さすぎると）、溝肩側副円弧部２３や溝底側副円弧部２５の面積が大きくなるため、荷重の作用時に接触面圧が大きくなりやすい。このため、主円弧部２１の円弧中心角Ｋは４０°とすることが好ましい。
溝肩側副円弧部２３の曲率半径ｒ2p及び溝底側副円弧部２５の曲率半径ｒ2mは、主円弧部２１の曲率半径ｒ１よりも僅かに大きく設定されている。そして、主円弧部２１と溝肩側副円弧部２３とは、その連結部分において接線を共有するように滑らかに連結している。また、主円弧部２１と溝底側副円弧部２５も同様に、その連結部分において接線を共有するように滑らかに連結している。

【0036】

この滑らかな連結について、図７を参照しながら具体的に説明する。主円弧部２１の曲率半径をｒ１、溝肩側副円弧部２３の曲率半径をｒ2p、溝底側副円弧部２５の曲率半径をｒ2mとすると、主円弧部２１の曲率中心と溝肩側副円弧部２３の曲率中心はｒ2p−ｒ１だけ離れており、且つ、主円弧部２１と溝肩側副円弧部２３の連結部分は、主円弧部２１の曲率中心と溝肩側副円弧部２３の曲率中心とを結ぶ直線上に位置する。同様に、主円弧部２１の曲率中心と溝底側副円弧部２５の曲率中心はｒ2m−ｒ１だけ離れており、且つ、主円弧部２１と溝底側副円弧部２５の連結部分は、主円弧部２１の曲率中心と溝底側副円弧部２５の曲率中心とを結ぶ直線上に位置する。

【0037】

このように、主円弧部２１と溝肩側副円弧部２３及び溝底側副円弧部２５とをそれぞれ滑らかに連結することにより、その連結部分における接触面圧分布の急変を防止し、直動案内装置の寿命の低下を抑制することができる。
第一実施形態においては、溝肩側副円弧部２３の曲率半径ｒ2pと溝底側副円弧部２５の曲率半径ｒ2mとは異なる数値となっていて、溝肩側副円弧部２３の曲率半径ｒ2pは例えば３．２２３ｍｍ（ボール３の直径の０．５８倍）、溝底側副円弧部２５の曲率半径ｒ2mは例えば３．０００ｍｍ（ボール３の直径の０．５４倍）である。

【0038】

このように、第一実施形態の直動案内装置のレール下溝１０は、溝肩側副円弧部２３の円弧中心角Ｈｐ及び曲率半径ｒ2p、並びに、溝底側副円弧部２５の円弧中心角Ｈｍ及び曲率半径ｒ2mが、下記の条件Ａ又は条件Ｂを満足する。すなわち、溝肩側副円弧部２３及び溝底側副円弧部２５のうち円弧中心角が大きい方は、円弧中心角が小さい方よりも、曲率半径が小さい。
条件Ａ：Ｈｐ＞Ｈｍ、且つ、ｒ2p＜ｒ2m
条件Ｂ：Ｈｐ＜Ｈｍ、且つ、ｒ2p＞ｒ2m

【0039】

次に、レール上溝１０が備えるフランクについて、図８を参照しながら説明する。レール上溝１０は、２つのフランク２０Ｕ、２０Ｌを備えるレール下溝１０とは異なり、単一のフランクを備える溝である。レール上溝１０のフランクは、このフランクの幅方向略中央に位置する断面形状円弧状の主円弧部２１と、主円弧部２１の溝肩側（案内レール１の側面１ａ側）に連続して形成される断面形状円弧状の溝肩側副円弧部２３と、主円弧部２１の溝底側（案内レール１の上面１ｂ側）に連続して形成される断面形状円弧状の溝底側副円弧部２５と、を有している。
レール上溝１０の溝肩側の縁部には面取り３１（Ｒ面取り）が形成されており、溝底側の縁部には面取り３２（Ｃ面取り）が形成されている。なお、面取りの種類は特に限定されるものではなく、溝肩側の面取りをＣ面取りとしてもよいし、溝底側の面取りをＲ面取りとしてもよい。

【0040】

次に、レール上溝１０のフランクが有する主円弧部２１、溝肩側副円弧部２３、及び溝底側副円弧部２５について、図８を参照しながら説明する。レール上溝１０のフランクの断面形状は、溝肩側副円弧部２３、主円弧部２１、及び溝底側副円弧部２５が連続してなる複合円弧形状となっている。
主円弧部２１は、ボール３とフランクとの接触点を中心としてフランクの幅方向両側に等範囲に配されており、主円弧部２１の円弧中心角Ｋは例えば４０°である。主円弧部２１のうち接触点よりも溝肩側の部分と接触点よりも溝底側の部分とはフランクの幅方向に等範囲であり、接触点よりも溝肩側の部分の円弧中心角をＫｐ、接触点よりも溝底側の部分の円弧中心角をＫｍとすると、第一実施形態においてはＫｐ及びＫｍは例えば２０°となっている。

【0041】

主円弧部２１と溝肩の面取り３１との間に溝肩側副円弧部２３が形成されており、溝肩側副円弧部２３の円弧中心角Ｈｐは、第一実施形態においては例えば９．８°となっている。また、主円弧部２１と溝底側の面取り３２との間に溝底側副円弧部２５が形成されており、溝底側副円弧部２５の円弧中心角Ｈｍは、第一実施形態においては例えば１８．６°となっている。すなわち、溝肩側副円弧部２３、溝底側副円弧部２５の円弧中心角Ｈｐ、Ｈｍの大きさは、溝肩側及び溝底側の面取り３１，３２の寸法によって制限される。

【0042】

主円弧部２１の曲率半径ｒ１は、レール下溝１０の上側フランク２０Ｕの場合と同一である。また、溝肩側副円弧部２３及び溝底側副円弧部２５の曲率半径ｒ2p、ｒ2mは、レール下溝１０の上側フランク２０Ｕの場合と同一であり、主円弧部２１の曲率半径ｒ１よりも僅かに大きく設定されている（すなわち、溝肩側副円弧部２３の曲率半径ｒ2pと溝底側副円弧部２５の曲率半径ｒ2mとは異なる数値である）。
さらに、レール上溝１０の場合も、レール下溝１０と同様に、溝肩側副円弧部２３の円弧中心角Ｈｐ及び曲率半径ｒ2p、並びに、溝底側副円弧部２５の円弧中心角Ｈｍ及び曲率半径ｒ2mが、上記の条件Ａ又は条件Ｂを満足する。

【0043】

そして、主円弧部２１と溝肩側副円弧部２３とは、その連結部分において接線を共有するように滑らかに連結している。また、主円弧部２１と溝底側副円弧部２５も同様に、その連結部分において接線を共有するように滑らかに連結している。
次に、スライダ下溝１１が備えるフランクについて、図９，１０を参照しながら説明する。なお、スライダ上溝１１の断面形状は、スライダ下溝１１の断面形状と同一であるので、説明は省略する。
スライダ下溝１１が備える上側フランク２０Ｕ及び下側フランク２０Ｌは、相互に上下線対称をなす断面形状であり（すなわち、スライダ下溝１１の断面形状は線対称な形状である）、いずれのフランク２０Ｕ、２０Ｌも、フランク２０Ｕ、２０Ｌの幅方向略中央に位置する断面形状円弧状の主円弧部２１と、主円弧部２１の溝肩側に連続して形成される断面形状円弧状の溝肩側副円弧部２３と、主円弧部２１の溝底側に連続して形成される断面形状円弧状の溝底側副円弧部２５と、を有している。

【0044】

スライダ本体２Ａを作製後にスライダ下溝１１の位置を測定する際には、測定用ボールを上側フランク２０Ｕ及び下側フランク２０Ｌの両方に接触するようにしてスライダ下溝１１内に配置する。スライダ下溝１１は２つのフランク２０Ｕ、２０Ｌを備えているので、１つのフランクしか備えていない場合よりも、測定用ボールの位置が安定する。そのため、スライダ下溝１１の高さ位置や、２つのスライダ下溝１１，１１間の案内レール１の幅方向の距離を、高精度に測定することができる。測定用ボールの接触角は、例えば、上側フランク２０Ｕでの接触角ｂ１を３６°、下側フランク２０Ｌでの接触角ｂ２を３６°とすることができる（図９を参照）。

【0045】

スライダ下溝１１の溝肩側の両縁部には、ランド部に接続する面取り３２（Ｃ面取り）が形成されている。面取り３２によって、スライダ下溝１１の溝肩側の縁部にバリが残存することを防ぐことができる。第一実施形態においては、２つの面取り３２の深さは同一とされている。なお、面取りの種類はＣ面取りに限らずＲ面取りでも差し支えない。
次に、スライダ下溝１１の上側フランク２０Ｕ及び下側フランク２０Ｌが有する主円弧部２１、溝肩側副円弧部２３、及び溝底側副円弧部２５について、スライダ下溝１１の下側フランク２０Ｌを例にして、図１０を参照しながら説明する。スライダ下溝１１の下側フランク２０Ｌの断面形状は、溝肩側副円弧部２３、主円弧部２１、及び溝底側副円弧部２５が連続してなる複合円弧形状となっている。

【0046】

主円弧部２１は、ボール３と下側フランク２０Ｌとの接触点を中心として下側フランク２０Ｌの幅方向両側に等範囲に配されており、主円弧部２１の円弧中心角Ｋは例えば４０°である。主円弧部２１のうち接触点よりも溝肩側の部分と接触点よりも溝底側の部分とは下側フランク２０Ｌの幅方向に等範囲であり、接触点よりも溝肩側の部分の円弧中心角をＫｐ、接触点よりも溝底側の部分の円弧中心角をＫｍとすると、第一実施形態においてはＫｐ及びＫｍは例えば２０°となっている。
主円弧部２１と溝肩の面取り３２との間に溝肩側副円弧部２３が形成されており、溝肩側副円弧部２３の円弧中心角Ｈｐは、第一実施形態においては例えば７．５°となっている。また、主円弧部２１と溝底（上側フランク２０Ｕと下側フランク２０Ｌとの連結部分）との間に溝底側副円弧部２５が形成されており、溝底側副円弧部２５の円弧中心角Ｈｍは、第一実施形態においては例えば３０．０°となっている。すなわち、溝肩側副円弧部２３の円弧中心角Ｈｐの大きさは、溝肩の面取り３２の寸法によって制限される。

【0047】

主円弧部２１の範囲が大きすぎると（円弧中心角Ｋが大きすぎると）、溝肩側副円弧部２３や溝底側副円弧部２５の範囲が小さくなり（円弧中心角Ｈｐ、Ｈｍが小さくなり）、溝肩側副円弧部２３や溝底側副円弧部２５の設計の自由度が小さくなる。一方、主円弧部２１の範囲が小さすぎると（円弧中心角Ｋが小さすぎると）、溝肩側副円弧部２３や溝底側副円弧部２５の面積が大きくなるため、荷重の作用時に接触面圧が大きくなりやすい。このため、主円弧部２１の円弧中心角Ｋは４０°とすることが好ましい。
主円弧部２１の曲率半径ｒ１については、レール下溝１０の上側フランク２０Ｕと同一である。また、溝肩側副円弧部２３の曲率半径ｒ2p及び溝底側副円弧部２５の曲率半径ｒ2mは、レール下溝１０の上側フランク２０Ｕの場合と同一であり、主円弧部２１の曲率半径ｒ１よりも僅かに大きく設定されている（すなわち、溝肩側副円弧部２３の曲率半径ｒ2pと溝底側副円弧部２５の曲率半径ｒ2mとは異なる数値である）。

【0048】

さらに、スライダ下溝１１の場合も、レール上溝１０やレール下溝１０と同様に、溝肩側副円弧部２３の円弧中心角Ｈｐ及び曲率半径ｒ2p、並びに、溝底側副円弧部２５の円弧中心角Ｈｍ及び曲率半径ｒ2mが、上記の条件Ａ又は条件Ｂを満足する。
そして、主円弧部２１と溝肩側副円弧部２３とは、その連結部分において接線を共有するように滑らかに連結している。また、主円弧部２１と溝底側副円弧部２５も同様に、その連結部分において接線を共有するように滑らかに連結している。
このように、主円弧部２１と溝肩側副円弧部２３及び溝底側副円弧部２５とをそれぞれ滑らかに連結することにより、その連結部分における接触面圧分布の急変を防止し、直動案内装置の寿命の低下を抑制することができる。また、対向する軌道溝１０，１１の上側フランク２０Ｕ及び下側フランク２０Ｌの断面形状をそれぞれ同一とすることにより、上側フランク２０Ｕ及び下側フランク２０Ｌの断面形状の測定及び管理を容易にすることができる。

【0049】

直動案内装置は、レール上溝１０、レール下溝１０、スライダ上溝１１、スライダ下溝１１あわせて８つの軌道溝１０、１１を備えているが、これら８つの軌道溝１０、１１が有する全てのフランクのうちボール３と接触する全てのフランクは、主円弧部２１の曲率半径ｒ１が同一であり、溝肩側副円弧部２３の曲率半径ｒ2pが同一であり、且つ溝底側副円弧部２５の曲率半径ｒ2mが同一となっている。
また、これら８つの軌道溝１０、１１が有する全てのフランクのうちボール３と接触する全てのフランクの中で、溝肩側副円弧部２３の円弧中心角Ｈｐが最も小さいのは、例えばスライダ上溝１１の上側フランク２０Ｕである。そして、その溝肩側副円弧部２３の円弧中心角Ｈｐの最小値Ｈpmin、すなわち、全ての主フランクが備える溝肩側副円弧部２３のうち最も範囲の小さいものの円弧中心角Ｈpminは、例えば７．５°とされている。

【0050】

同様に、８つの軌道溝１０、１１が有する全てのフランクのうちボール３と接触する全てのフランクの中で、溝底側副円弧部２５の円弧中心角Ｈｍが最も小さいのは、例えばレール下溝１０の上側フランク２０Ｕである。そして、その溝底側副円弧部２５の円弧中心角Ｈｍの最小値Ｈmmin、すなわち、全ての主フランクが備える溝底側副円弧部２５のうち最も範囲の小さいものの円弧中心角Ｈmminは、例えば１０．０°とされている。
そして、第一実施形態の直動案内装置は、溝肩側副円弧部２３の円弧中心角Ｈｐの最小値Ｈpmin、溝肩側副円弧部２３の曲率半径ｒ2p、溝底側副円弧部２５の円弧中心角Ｈｍの最小値Ｈmmin、及び溝底側副円弧部２５の曲率半径ｒ2mが、下記の条件Ｃ又は条件Ｄを満足する。
条件Ｃ：Ｈpmin＞Ｈmmin、且つ、ｒ2p＜ｒ2m
条件Ｄ：Ｈpmin＜Ｈmmin、且つ、ｒ2p＞ｒ2m

【0051】

次に、直動案内装置の使用時におけるレール下溝１０及びスライダ下溝１１について説明する。直動案内装置の使用時においては、図１１から分かるように、レール下溝１０とスライダ下溝１１の高さ位置は一致しておらず、ズレがある。このため、直動案内装置の使用時とスライダ下溝１１及びスライダ下溝１１の位置の測定時とでは、レール下溝１０及びスライダ下溝１１とボール３との接触状態が異なる。
直動案内装置の使用時においては、レール下溝１０の上側フランク２０Ｕ及びスライダ下溝１１の下側フランク２０Ｌがボール３と接触する。すなわち、レール下溝１０の上側フランク２０Ｕとスライダ下溝１１の下側フランク２０Ｌが主フランクであり、レール下溝１０の下側フランク２０Ｌとスライダ下溝１１の上側フランク２０Ｕが副フランクである。また、接触角Ｓは例えば５０°であり、この接触角５０°は前述の接触角ａ１や接触角ｂ２とは異なる。
また、直動案内装置の使用時におけるレール上溝１０及びスライダ上溝１１については、レール上溝１０のフランクとスライダ上溝１１の上側フランク２０Ｕがボール３と接触し、接触角Ｓは１５°以上７５°以下である。

【0052】

以上のような構成の第一実施形態の直動案内装置は、軌道溝１０，１１とボール３との接触点において作用する荷重の作用線を対称軸として軌道溝１０，１１の断面形状が線対称ではなく非対称であり、押圧荷重、引張荷重、横荷重のいずれの荷重がスライダに負荷されても、ボール３と軌道溝１０，１１との接触面圧が低減されてエッジロードが発生しにくい。
なお、荷重を受ける主フランクと荷重を受けない副フランク（レール下溝１０、スライダ上溝１１、スライダ下溝１１の上側フランク２０Ｕと下側フランク２０Ｌ）が、相互に上下線対称をなす断面形状であったが、非対称をなす断面形状であってもよい。また、案内レール１が備える軌道溝１０とスライダ２が備える軌道溝１１とがすべて同一の断面形状であってもよい。そうすれば、軌道溝１０，１１のフランクの断面形状の測定や管理を容易にすることができる。
ただし、案内レール１が備える軌道溝１０とスライダ２が備える軌道溝１１とで、断面形状が異なっていてもよい。また、副フランクについては、エッジロードの心配が少ないので、断面形状を複合円弧形状ではなく単一の円弧形状としてもよい。断面形状が単一の円弧形状であるフランクを備える軌道溝は、断面形状が複合円弧形状であるフランクを備える軌道溝よりも作製が容易である。

【0053】

〔第一実施形態の実施例〕
第一実施形態の直動案内装置とほぼ同様の構成の直動案内装置に荷重を作用させた場合の、ボールと軌道溝の主フランクとの接触面圧の分布を、計算により求めた（実施例１）。計算に使用した直動案内装置の仕様は、以下の通りである。
案内レールの幅：２８ｍｍ
ボールの個数 ：９個
ボールの直径 ：５．５５６ｍｍ
主円弧部の曲率半径ｒ１：２．８３４ｍｍ（ボールの直径の０．５１倍）
主円弧部の円弧中心角Ｋ：４０°（Ｋｐ＝Ｋｍ＝２０°）
溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2p：３．２２３ｍｍ（ボールの直径の０．５８倍） 溝底側副円弧部の曲率半径ｒ2m：３．０００ｍｍ（ボールの直径の０．５４倍） 溝肩側副円弧部の円弧中心角Ｈｐ：案内レール側９．８°、スライダ側７．５° 溝底側副円弧部の円弧中心角Ｈｍ：案内レール側１０．０°、スライダ側３０．０°
溝肩側副円弧部の円弧中心角Ｈｐの最小値Ｈpmin：７．５°
溝底側副円弧部の円弧中心角Ｈｍの最小値Ｈmmin：１０．０°
なお、主円弧部の曲率半径ｒ１及び円弧中心角Ｋ、並びに、溝肩側副円弧部及び溝底側副円弧部の曲率半径ｒ2p、ｒ2mの上記数値については、案内レール及びスライドに共通する仕様である。また、レール上溝以外のいずれの軌道溝についても、主フランクと副フランクは相互に上下線対称をなす断面形状である。

【0054】

まず第一に、１５０００Ｎの引張荷重をスライダに作用させた場合は、スライダが上方に移動するので、接触角が５０°から６０°に変化する。このとき、ボール１個が受ける荷重は約９６０Ｎである。
第二に、１００００Ｎの横荷重をスライダに作用させた場合は、スライダが案内レールの幅方向に移動するので、接触角が５０°から３８°に変化する。このとき、ボール１個が受ける荷重は約７００Ｎである。
これらの２つのケースについて、接触面圧の分布を、弾性接触理論に基づいたコンピュータープログラムを用いて計算した。引張荷重を作用させた場合の計算結果を図１３のグラフに示し、横荷重を作用させた場合の計算結果を図１４のグラフに示す。両グラフの横軸は、接触楕円上の位置を示しており、両グラフともに右側が溝肩側、左側が溝底側である。

【0055】

引張荷重を作用させた場合には、接触角が大きくなるので、溝肩側でエッジロードが発生しやすい。この実施例１の直動案内装置の仕様においては、溝肩側副円弧部の円弧中心角Ｈｐが小さいスライダ側（Ｈｐ＝Ｈpminとなる軌道溝）で、エッジロードが発生しやすい。しかし、実施例１によれば、図１３のグラフから、溝肩側副円弧部によってエッジロードの発生が抑制され、ごく僅かしか発生していないことが分かる。
また、横荷重を作用させた場合には、接触角が小さくなるので、溝底側でエッジロードが発生しやすい。この実施例１の直動案内装置の仕様においては、溝底側副円弧部の円弧中心角Ｈｍが小さいレール側（Ｈｍ＝Ｈmminとなる軌道溝）で、エッジロードが発生しやすい。しかし、実施例１によれば、図１４のグラフから、溝底側副円弧部によってエッジロードの発生が抑制され、ごく僅かしか発生していないことが分かる。

【0056】

次に、比較例の直動案内装置に荷重を作用させた場合の、ボールと軌道溝の主フランクとの接触面圧の分布を、実施例１と同様にして計算により求めた（比較例１，２）。計算に使用した比較例１の直動案内装置の仕様は、以下の通りである。
溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2p：３．２２３ｍｍ（ボールの直径の０．５８倍） 溝底側副円弧部の曲率半径ｒ2m：３．２２３ｍｍ（ボールの直径の０．５８倍） また、計算に使用した比較例２の直動案内装置の仕様は、以下の通りである。
溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2p：３．０００ｍｍ（ボールの直径の０．５４倍） 溝底側副円弧部の曲率半径ｒ2m：３．０００ｍｍ（ボールの直径の０．５４倍） すなわち、比較例１，２ともに、溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2pと溝底側副円弧部の曲率半径ｒ2mを同一としている。これら以外の仕様については、実施例１の直動案内装置と同様である。

【0057】

比較例１において、引張荷重を作用させた場合の計算結果を図１５のグラフに示し、横荷重を作用させた場合の計算結果を図１６のグラフに示す。両グラフの横軸は、接触楕円上の位置を示しており、両グラフともに右側が溝肩側、左側が溝底側である。
引張荷重を作用させた場合には、図１５のグラフから、溝肩側副円弧部によってエッジロードの発生が抑制され、ごく僅かしか発生していないことが分かる。また、横荷重を作用させた場合も、図１６のグラフから、溝底側副円弧部によってエッジロードの発生が抑制されていることが分かる。

【0058】

しかし、溝底側副円弧部の曲率半径ｒ2mが実施例１よりも大きいため、接触面圧が実施例１よりも大きくなっている。具体的には、実施例１では、最大の接触面圧は２．３ＧＰａであったが、比較例１では２．５ＧＰａと増加している。このような接触面圧の増加は、直動案内装置の寿命の低下につながるため、好ましくない。
このように、比較例１では、実施例１ほどの接触面圧低減効果は期待できない。すなわち、スライダに作用する荷重の方向や大きさによっては、直動案内装置の寿命が低下してしまうおそれがある。

【0059】

比較例２において、引張荷重を作用させた場合の計算結果を図１７のグラフに示し、横荷重を作用させた場合の計算結果を図１８のグラフに示す。両グラフの横軸は、接触楕円上の位置を示しており、両グラフともに右側が溝肩側、左側が溝底側である。
横荷重を作用させた場合には、図１８のグラフから、溝肩側副円弧部によってエッジロードの発生が抑制され、ごく僅かしか発生していないことが分かる。しかし、引張荷重を作用させた場合には、図１７のグラフから、実施例１や比較例１に比べて顕著なエッジロードが発生していることが分かる。

【0060】

このように、比較例２では、実施例１ほどの接触面圧低減効果は期待できない。すなわち、スライダに作用する荷重の方向や大きさによっては、直動案内装置の寿命が低下してしまうおそれや、軌道溝に塑性変形が生じるおそれがある。
次に、溝肩側副円弧部及び溝底側副円弧部の曲率半径ｒ2p、ｒ2mの最適値について検討した。溝肩側副円弧部及び溝底側副円弧部の円弧中心角Ｈｐ、Ｈｍは、軌道溝の溝肩の面取り寸法や溝底の保持器用逃げ溝（ワイヤー溝）の寸法によって変化するため、円弧中心角Ｈｐ、Ｈｍの大きさごとに、溝肩側副円弧部及び溝底側副円弧部の曲率半径ｒ2p、ｒ2mの最適値が異なる。実施例１の直動案内装置において、溝肩側副円弧部の円弧中心角Ｈｐを８°とし、溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2p（ボールの直径に対する比）を種々変更して、ボールと軌道溝の主フランクとの接触面圧の分布を、実施例１と同様にして計算により求めた。その際、スライダに作用する荷重は、引張荷重１５０００Ｎとした。

【0061】

溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2pのボールの直径に対する比（［溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2p］／［ボールの直径］）と最大接触面圧との関係を、図１９のグラフに示す。この結果から、溝肩側副円弧部の円弧中心角Ｈｐが８°の場合は、溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2pのボールの直径に対する比を約０．５６とすれば、接触面圧を極小にできることが分かる。
また、溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2pのボールの直径に対する比が０．５２の場合の接触面圧の分布を、図２０のグラフに示す。グラフの横軸は、接触楕円上の位置を示しており、両グラフともに右側が溝肩側、左側が溝底側である。図２０のグラフから、溝肩側においてエッジロードが発生していることが分かる。

【0062】

さらに、溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2pのボールの直径に対する比が０．５６の場合の接触面圧の分布を、図２１のグラフに示す。図２１のグラフから、エッジロードはほとんど発生しておらず、接触面圧も全体的に低いことが分かる。
さらに、溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2pのボールの直径に対する比が０．９の場合の接触面圧の分布を、図２２のグラフに示す。図２２のグラフから、顕著なエッジロードは発生していないものの、接触面圧が全体的に高いことが分かり、溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2pのボールの直径に対する比が０．５６の場合に比べると、接触面圧の分布に問題がある。

【0063】

これらの結果から、溝肩側副円弧部の円弧中心角Ｈｐが８°の場合は、溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2pのボールの直径に対する比を０．５６とすることが最適である。
同様の検討を、溝肩側副円弧部の円弧中心角Ｈｐを種々変化させて行った。結果を図２３のグラフに示す。図２３のグラフの横軸は、溝肩側副円弧部の円弧中心角Ｈｐの大きさであり、縦軸は、最適な接触面圧の分布を与える溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2pのボールの直径に対する比である。
図２３のグラフから、溝肩側副円弧部の円弧中心角Ｈｐが４°以上６°未満の場合は、溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2pのボールの直径に対する比を０．６２超過とすれば、エッジロードの発生と接触面圧の増大を抑制できることが分かる。また、溝肩側副円弧部の円弧中心角Ｈｐが６°以上１０°未満の場合は、溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2pのボールの直径に対する比を０．５４超過０．６２以下とすればよく、溝肩側副円弧部の円弧中心角Ｈｐが１０°以上の場合は、溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2pのボールの直径に対する比を０．５４以下とすればよいことが分かる。

【0064】

これらの結果は、溝肩側副円弧部についての検討結果であるが、溝底側副円弧部についても同様の結果が得られた。
以上の結果から、溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2p及び溝底側副円弧部の曲率半径ｒ2mの少なくとも一方と主円弧部の曲率半径ｒ１を同一とすることも許容されることが分かる。溝肩側副円弧部の曲率半径ｒ2p及び溝底側副円弧部の曲率半径ｒ2mの少なくとも一方と主円弧部の曲率半径ｒ１を等しくした場合には、曲率半径を主円弧部と等しくした方の副円弧部については、主円弧部と同一の円弧となる。よって、フランクの断面形状は、曲率半径を主円弧部と等しくした方の副円弧部と主円弧部が連続する部分については、複合円弧形状ではなく、単一の円弧形状となる。

【0065】

〔第二実施形態〕
本発明の第二実施形態に係る直動案内装置を、図２４，２５を参照しながら説明する。ただし、第二実施形態の直動案内装置の構成及び作用効果は、第一実施形態とほぼ同様であるので、異なる部分のみ説明し、同様の部分の説明は省略する。
第一実施形態においては、レール下溝１０、スライダ上溝１１、及びスライダ下溝１１は、２つのフランクを備える断面形状略Ｖ字状のゴシックアーク形状溝であり、レール上溝１０のみが単一のフランクを備える溝であったが、第二実施形態においては、図２４に示すように、レール下溝１０、レール上溝１０、スライダ上溝１１、及びスライダ下溝１１の全てが単一のフランクを備える溝である。

【0066】

レール下溝１０、レール上溝１０、スライダ上溝１１、及びスライダ下溝１１が備えるフランクについて、スライダ上溝１１が備えるフランクを例にして説明する。図２５に示すように、スライダ上溝１１のフランクは、フランクの幅方向略中央に位置する断面形状円弧状の主円弧部２１と、主円弧部２１の溝肩側（案内レール１の幅方向の内側）に連続して形成される断面形状円弧状の溝肩側副円弧部２３と、主円弧部２１の溝底側（案内レール１の幅方向の外側）に連続して形成される断面形状円弧状の溝底側副円弧部２５と、を有している。

【0067】

スライダ上溝１１の溝肩側の縁部には面取り３２（Ｃ面取り）が形成され、溝底側の縁部には逃げ部３３が形成されており、溝肩側副円弧部２３及び溝底側副円弧部２５の円弧中心角Ｈｐ、Ｈｍの大きさは、溝肩側の面取り３２及び溝底側の逃げ部３３の寸法によって制限される。なお、面取りの種類は特に限定されるものではなく、溝肩側の面取りをＲ面取りとしてもよい。その他の構成は、第一実施形態におけるレール上溝１０と同様である。このような構成により、第一実施形態の場合と同様の作用効果が奏される。
なお、第一実施形態及び第二実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は第一実施形態及び第二実施形態に限定されるものではない。例えば、主円弧部２１、溝肩側副円弧部２３、溝底側副円弧部２５の円弧中心角Ｋ、Ｈｐ、Ｈｍや曲率半径ｒ１、ｒ2p、ｒ2mの数値については、上記の各数値は一例であって、上記の各数値に限定されるものではない。

【符号の説明】

【0068】

１ 案内レール
２ スライダ
３ ボール
１０ 軌道溝
１１ 軌道溝
１３ 転動通路
２０Ｕ 上側フランク
２０Ｌ 下側フランク
２１ 主円弧部
２３ 溝肩側副円弧部
２５ 溝底側副円弧部

【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16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】