JPH0314909A - 直線摺動用ベアリング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、例えば、ＮＣマシン等の工作機械や工業用
ロボット等のスライド部において、活動させるべき可動
体を直線的に案内する直線濤動用ベアリングに関するも
のである。

［従来の技術］ 例えば、工作機械等により被加工物の加工を行う場合は
、工作機械側かあるいは被カ０工物側のいずれか一方を
固定し、他方を移動させながら行うが、この移動の機構
としては通常直線因動用ベアリングが使用されている。

この目的で使用する直線図動用ベアリングとしては、軸
方向に沿って転動体の転走する転走面を有する軌道台と
、上記転走面に相対面する負荷転走面とこの負荷転走面
の両端を連通連結する無負荷転走通路とからなる無限軌
道を備えた固動台と、上記無限軌道内を循環して活動台
の負荷転走面と軌道台の転走面との間で荷重を負荷する
多数の転動体とからなるものが一般的である。そして、
この種の直線１習動用ベアリングにおいては、軌道台の
軸方向に直交する四方向の荷重を負荷することができる
と共に、その転動体に予圧を付与することにより上記四
方向に関して摺動台の軌道台に対する剛性を高め、これ
によりカロエ時に工作機械側の工具と被加工物との間に
発生するビビリや振動を可及的に抑制してｈロエ精度の
向上を図ることが可能である。

その反面、軌道台の軸方向に関しては、１習動抵抗を軽
減し可動体を円滑に直線案内するという直線虐動用ベア
リング本来の目的のために荷重を負荷できないので、加
工精度向上のために必要とされる軌道台軸方向の剛性に
関しては、直線案内の送りを行う送り駆動系の剛性に頼
らなければならず、高い剛性を得ようとすると送り駆動
系のサイズアップに伴う装置の大型化やコストアップ等
が生じるという問題点を有している。

そこで、この様な問題点を解決したものとして、特開昭
６３−１６９２４１＠公報に示される直線因動用ベアリ
ングが提案されている。具体的には、第１６図に示すよ
うに、団動台ａの軌道台ｂと対向する面に凹所を形成す
る一方、この凹所内には上記軌道台ｂの対向面に対して
押圧力を付与する圧力容器Ｃを配設し、この圧力容器Ｃ
に任意の圧力を付与するこ、とにより、圧力容器Ｃに取
付けられた摩隙板ｄが軌道台ｂを押圧して摺動台ａの軌
道台ｂに対する摺勤抵抗が増加するもの．である。この
直線摺動用ベアリングによれば、圧力容器Ｃに付与する
圧力を調整することにより摺動台ａの因動抵抗が自在に
調整されるので、ベアリング自体が軌道台ｂ軸方向に関
して任意に剛性を得ることが可能となり、従来技術の問
題点とされていた送り駆動系の負担を軽減することが可
能となった。

し発明が解決しようとする課題］ ところで、工作機械等のスライド部に用いられる直線摺
動用ベアリグの摺動台は、機械自体の重荷重や加工に伴
う衝撃荷重等が作用するため高い剛性を有している必要
があるが、上記提案の直線ｌト動用ベ７リンクにおいて
は、気密性を備えた圧力容器Ｃを摺勅台ａに収納すると
共に軌道台ｂに接触する摩擦板ｄを圧力容器Ｃと別個に
設ける都合上、比較的大きな凹部を摺動台ａに形成しな
ければならず、それ故に、屠動台ａの肉厚が薄くなって
１と動台ａ自体の剛性が低下し、三次元のあらゆる方向
への剛性強化という本来の目的達或を妨げる一因となっ
ている。又、｝Ｈ動台ａの剛性維持を図ろうとすると必
要以上に１と動台ａの肉厚が厚くなり、圧力容器Ｃの配
設位置が軌道台ｂ上方の場合はベアリング断面高さが高
くなって１３動台ａに作用するモーメント荷重の増加に
つながり、配設位置が軌道台ｂ側方の場合にはベアリン
グ配設而積の増大につなかるという問題点を有している
。

本発明は上記した問題点に鑑みてなされたものであり、
その目的とするところは、軌道台に直交する四方向の剛
性を有するの（ま勿論のこと、軌道台軸方向に付いて任
意に剛性を付与し、これを調整することが可能であると
共に、コンパクトな直線唐動用ベアリングを提供するこ
とにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達或するために、本発明の直線因動用ベアリ
ングは、軸方向に沿ってボール又はローラー等の転動体
の転走する転走面を有して機械装置等に固定される軌道
台と、上記転走面に相対面する負荷転走面とこの負荷転
走面の両端を連通連結する無負荷転走通路とからなる無
限軌道を備え、上記軌道台に沿って移動する居動台と、
上記無限軌道内を循環して団動台の負荷転，走面と軌道
台の転走面との間で荷重を負荷する多数の転動体とで構
成される直線居勤用ベアリングにおいて、上記摺動台は
、摺動台の一面と相俟って圧力室を形成しこの圧力室に
作用する流体圧力に応じて軌道台表面を押圧する制動板
を備えると共に、制動板の押圧方向と逆方向に作用する
荷重を負荷可能であることを特徴とするものである。

この様な技術的手段において、上記摺動台としては、転
動体の循環する無限軌道を有して軌道台上を自在に１習
動可能であり、且つ、制動板が軌道台を押圧する方向と
逆方向の荷重を負荷可能であるならば、構造等を適宜選
択して差支えなく、例えばその構造としては、水平部と
その両側より下方に向けて垂下する一対の袖部とを有し
て下面側に凹部を備え、上記各袖部にはその内面長手方
向に沿って負荷転走面を有して軌道台を跨ぐように配設
されるものや、水平部とその一端より垂下する袖部とを
有して断面略倒し形状に形成ざれ、水平部下面側と袖部
内面側とにその長手方向に沿って負荷転走面を有して軌
道台上面に垂下するように配設されるものや、略矩形条
に形成ざれその側面長手方向に沿って負荷転走面を有し
、軌道台の側面に配設されるもの等、各種構造のものが
考えられる。

また、上記無限軌道としては、その条数や負荷転走面の
傾斜角度等をベアリングの使用用途や摺動台の構造等に
よって適宜設計変更して差支えなく、さらに、無負荷転
走通路の形成方法としても、居動台に無負荷転走孔を穿
設するものや、外部から清動台に転動体保持器を取付け
ることにより形成するもの等適宜選択５２計して差支え
ない。

更に、上記無限軌道内を循環する転動体としては、円筒
ローラー、樽型ローラー、ボール等適宜選択して差支え
なく、円筒ローラーを使用する場合には摺動台の負荷転
走面と軌道台の転走面は平面とし、樽形ローラー及びボ
ールを使用する場合には、上記負荷転走面及び転走面は
ローラー及びボールの軸方向の曲率より若干大きい市率
で形成された曲面にするのが好ましい。

更に、上記制動板としては、軌道台表面を押圧する押圧
面を有すると共に、贋勅台の一面と相俟つて圧力室を形
成可能なものであれば、その構成や形状等適宜設計変更
して差支えなく、制動板に凹部を形成しこの凹部と｝Ｈ
動台の一面との間をシールすることにより圧力室を形成
しても良いし、これとは逆に闇動台側に凹部を形成する
ようにしても良い。又、負荷転走面を転走する負荷転動
体の保持器を省略して装置構成を簡略化するという観点
からすれば、制動板は、摺動台の負荷転走面を転走する
転動体が制動板の一面を側面として形成ざれた凹条溝内
に位置するように、且つ、この凹条溝の開口幅が転動体
の回転軸方向長さ（ボールにおいてはその直径、ローラ
ーにおいてはその軸方向長さ）よりも小さくなるように
摺勤台に取付けられ、負荷転動体の保持器としての機能
を兼ね備えるのが好ましい。更に、制動板は軌道台表面
のいかなる場所を押圧しても差支えないが、図動台に大
きなラジアル荷重が作用する場合は、ベアリングのラジ
アル方向と逆ラジアル方向の剛性値を接近させるために
軌道台上面を押圧して摺動台に逆ラジアル方向の荷重を
作用させるのが好ましく、また、制動板が軌道台の側面
を押圧する場合は、摺動台が軌道台に対して横方向に変
位するのを防止するために軌道台の左右両側面を同時に
押圧するのが好ましい。

又、上記制動板が軌道台を押圧する形態としては、制動
板と１苫動台とが当接離間自在となるように両部材を係
合し、軌道台に相対面する制動板の一面が軌道台に全面
接触して押圧力を作用するようにしても良いし、制動板
の両端部を摺動台に固定すると共に中央部に流体圧力を
作用させ、制動板を長尺方向に撓ませることにより中央
領域のみを軌道台に接触させて押圧力を作用させるよう
にしても良い。

［作用］ 闇動台に備えられた制動板は圧力室に作用する流体圧力
に応じて軌道台表面を押圧する。摺動台は制動板が軌道
台を押圧する方向と逆方向の荷重を負荷可能なので、制
動板が軌道台の表面に圧接し制動板と軌道台との間に摩
擦力が生じて、賄動台が軌道台上を活動する際の因動抵
抗が増加する。

この場合、圧力室は摺動台の一面をその圧力隔壁として
形成されるので、居動台と軌道台との間隙に制動板を配
設するのみで軌道台を押圧するための押圧機構を構成で
き、抑圧機構配設のための特別なスペースを設ける必要
が無い。

［実施例］ 以下、添附図面に基いて本発明の直線摺動用ベアリング
を詳細に説明する。

◎第一実施例 本実施例における直線因動用ベアリングは、第４図ない
し第５図に示すように、水平部１ａとその両端から垂下
する左右袖部１ｂを有して断面略倒Ｃ形状に形成され下
面部に凹部を備えた摺動台１と、この居動台１の左右袖
部１ｂ下端に取付けられた一対のボール保持器６と、機
械装置等に固定手段である固定ボルトで固定される軌道
台２と、上記摺動台１に形成ざれたボール無限軌道内を
循環して虐勤台１と軌道台２との間で荷重を負荷する多
数のボール４と、上記水平部１ａ下面と上記軌道台２上
而との間隙に位置し、摺動台１側から導入される流体の
圧力に応じて適宜上下に移動して軌道台２表面を押圧す
る制動板５とで構成されている。

上記１苫動台１は、第５図及び第６図に示すように、そ
の水平部１ａの下面側と左右袖部１ｂの内面側とにそれ
ぞれ軸方向に沿って上部ボール無限軌道及び下部ボール
無限軌通の負荷転走面１１，１２がボール４半径よりも
大きい曲率半径で曲面状に形成されている。又、左右袖
部１ｂには上部ボール無限軌道及び下部ボール無限４’
７ｔ通の負荷転走面１１，１２に対応した無負荷転走孔
１３が形成されている。尚、上記４つの負荷転走面１１
，１２はこのベアリング組立て時に軌道台２の上部転走
面２１及び下部転走面２２に相対面するように所定角度
に傾斜して設けられている。又、｛習動台１の幅方向両
端部には取付部１Ｃが突設されており、取付部１Ｃの下
面から上面に向けて取付けボルトが貫通する取付孔１４
が形成されている。又、｝ｆ動台１の水平部１ａの下面
は摺動台１に対する制動板５の取付部となっており、そ
の中央部には制動板５に圧力を付与する油が出入りする
油孔１５が上面から下面に向けて垂直に貫通すると共に
、制動板５を貫通するビス９が係合する取付孔１６が形
成されている。

上記明動台１の長手方向各端部には合或樹脂製の蓋体３
が固定ボルト３１をもって固定されている。

又、この蓋体３には、１ｆ＠台１に形成された負荷転走
面１１，１２とこれに対応する無負荷転走孔１３とを連
通連結する溝条のボール旋回部｛図示せず｝が形成され
ている。

又、上記ボール保持器６は、金属板のプレス戊形や硬質
合成樹脂の躬出或形等により断面略し字状に形成されて
おり、その先端部には、下部ボール無限軌道の負荷転走
面１２を転走するボール４が脱落するのを防止する係止
爪６１が設けられている。

そして、このボール保持器６はビス６２によって鳩勤台
１の左右袖部１ｂ下端にねじ結合され、左右袖部１ｂ下
端にそれぞれ形成ざれた負荷転走面１２及び無負荷転走
孔１３と、蓋体３に形成されたボール旋回部と相俟って
ボール無限軌道を形成し各ボール４を案内するように或
っている。

一方、上記軌道台２は、矩形の両側面を台形状に切欠く
と共に左右の両肩部を切欠いた断面形状であり、これら
台形状切矢部の下向き傾斜面は１ｆ動台袖部１ｂの内面
側に設けられる下部ボール無限軌道に対応した下部転走
ＷＩ２２と成る一方、両肩切欠部の上向き傾斜面は摺動
台水平部１ａの下面側に設けられた上部ボール無限軌道
に対応した上部転走面２１と或っている。更に、軌道台
２の中央部には固定部にねじ結合する固定ボルトが貫通
する固定ボルト取付孔２３が軌道台２上面に垂直に、且
つ、軌道台２の長手方向に適宜間隔をおいて穿設されて
いる。

上記制動板５は、第５図及び第６図に示すように、組立
て時に１騒動台水平部１ａの下面と軌道台２上面との間
隙に位置する長方形状の略平板であり、軌道台２より柔
かい金属材料で形成ざれ、軌道台２表面を必要に応じて
押圧する機能と、軌道台２の左右上部転走面２１を転走
するボール４の脱落を防止し保持する機能とを有してい
る。第７図、第８図及び第９図に示すように、この制動
板５の上面には摺動台水平部１ａの中央に形成された油
孔１４より出入りする浦を充填する凹状のオイルポケッ
ト５１が形成される一方、制動板５の下面は軌道台２の
上面に適宜接触する押圧面５２となっている。

又、その幅方向中央には、贋動台水平部１ａの下面にね
じ結合するビス９が貫通する貫通孔５４が下面から上面
に向かって垂直に穿設されている。

このように形成された制動板５は、第１０図に示すよう
に、上記オイルポケット５１の内周縁に油の漏れを防止
するＯリング７を嵌合させた後に、皿バネ座金８を介装
したビス９を上記貫通孔５４にその下面側から貫通させ
、摺動台水平部１ａの下面に設けられた取付孔１５にこ
のビス９を係合させることによって｛習動台１に取付け
られる。このときビス９は、ビス９頭頂部と制動板１下
而との間に介装されている皿バネ座金８が制動板５に作
用する流体の圧力によって自在に弾性変形を行える程度
に、且つ、上記Ｏリング７が摺動台水平部１ａ下面に常
時密着する程度に締付け、制動板５に加圧力が作用して
いないときには、皿バネ座金８の弾性力によって制動板
５が摺動台水平部１ａの下面側に押し上げられた状態に
なるようにする。尚、制動板５を店動台１に取付けるこ
とにより、上部ボール無限軌道の負荷転走面１１は、開
口幅が負荷転走面１１を転走するボール４の直径よりも
小さく形成された凹条溝内に位置するようになり、活動
台１を軌道台２から取外した際にボール４が上記凹条溝
の開口部に係止されてその脱落が防止される構造となっ
ている。

上記の様に構成される本実施例の直線屠動用ベアリング
は、軌道台２を機械装置等に固定ボルトで固定し、この
軌道台２に沿って因動ずる居動台１上に種々の機械器具
を戟置したテーブルを取付けボルトで取付けると共に、
闇動台１の油孔１５に、制御装置（図示せず）から出力
される指令信号に基いて駆動される油圧装置（図示せず
〉を接続し、軌道台２上の必要とされる場所で制動板５
のオイルポケット５１に任意の油圧を作用させて使用さ
れる。

このとき、オイルポケット５１に油圧が作用していない
場合には、■バネ座金８の弾性力によって制動板５が摺
動台水平部１ａの下面に向けて押し上げられており、制
動板５下面の押圧面５２は軌道台２上而に接触しないの
で、軌道台２上を虐動する摺動台１の因動抵抗は負荷ボ
ール４の転がり抵抗のみとなり、國動台１が僅かな因動
抵抗で軌道台２上を國動可能となる（第１１図参照〉。

又、オイルポケット５１に油圧Ｐが作用している場合に
は、油圧゛によって制動板５が押し下げられ、抑圧面５
２が軌道台２上面に圧接するので、抑圧面５２と軌道台
２上面との間に摩擦力が生じ、この摩擦力が１習動抵杭
に加わって、閤動台１が軌道台２上を因動する際に大き
な因動抵抗が作用する様になる（第１２図参照）。

この様に、本実施例の直線因動用ベアリングにおいては
、制動板５のオイルポケット５１内周縁と闇動台水平部
１ａの下面との間をＯリング７でシールすることにより
圧力室が形成されると共に、圧力室の隔壁をなす制動板
５が上下動して直接に軌道台２と接触するものである。

従って、摺動台水平部１ａの下面と軌道台２上而との間
隙を若干広めに形成するのみで、押圧力を調整可能な抑
圧機構を｛習動台１に配設することができ、摺動台１自
体の剛性を維持しつつ直線因動用ベアリングにおける軌
道台２軸方向の剛性強化を図ることが可能である。

尚、本実施例における直線団動用ベアリングでは、その
転動体としてボールを使用したが、第１３図に示すよう
に、円筒ローラーを転動体として使用しても同様の効果
を得ることが可能である。

◎第二実施例 本実施例は制動板５の摺動台１に対する取付け態様の他
の実施例を示すものである。

上記第一実施例では■バネ座金８を介装したビス９によ
り制動板５を摺動台１にねじ止めしているが、この場合
には、卯バネ座金８の弾性係数あるいは制動板５の剛性
等により違いはあるものの、油圧が作用した際に制動板
５が若干撓み、抑圧面５２の中央部付近のみが軌道台２
の上面を押圧する傾向にあることが判明している。

そこで、本実施例においては、油圧が作用した際に制動
板５が抑圧而５２の全面を軌道台２に当接ざせるよう、
板バネ１０を用いて制動板５の長尺方向の両端を摺動台
１に取付けている（第１３図参照）。

第１４図に示すように、本実施例で用いる制動板５は基
本的に第一実施例で用いたものと同一であるが、その長
尺方向の両側には板バネ１０を組入れるための切欠部５
５が形成され、更に、板バネ１０の側端部１０ａを固着
するための段部５６が設けられている。

そして、この制動板５は、上記段部５６に板バネ１０の
側喘部１０ａをレーザー溶接にて固着すると共に、板バ
ネ１０の他の側端部１０ｂをやはりレーザー溶接にて１
と動台１の水平部１ａ下面に固着することにより、可動
自在に摺動台１に保持されている。

尚、本実施例では、上記した制動板５の支持に係る以外
の要部、即ち摺動台１、軌道台２等については第一実施
例と共通であるので、図面には第一実施例と同一符号を
付しその説明は省略する。

以上のように構成ざれた本実施例の直線団動用ベアリン
グにおいてもその作用は第一実施例と全く同一、即ち、
制動板５のオイルポケット５１と摺動台１の水平部１ａ
下而とで形成される圧力室に任意の油圧を作用させるこ
とにより、制動板５が上下動して軌道台２の上面を油圧
に応じた圧力で押圧するものである。

尚、上記各実施例における直線｛と動用ベアリングでは
、その転動体としてボールを使用したが、第１５図に示
すように、円筒ローラーを転動体として使用しても同様
の効果を得ることが可能である。

［発明の効果］ 以上説明してきたように本発明に係る直線因動用ベアリ
ングによれば、因勅台に特別な配設スペースを設けるこ
となく、摺動台が軌道台上を明動する際の閣動抵抗を調
整する抑圧機構を虐勅台に搭載可能なので、居動台の剛
性を損うことなく、直線｛習動用ベアリングに要求され
る三次元各方向の剛性強化を図ることができると共に、
コンパクトな直線１習勅用ベアリングを得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における直線因勅用ベアリングの第一実
施例を示す正面図、第２図及び第３図はその側面図及び
平面図、第４図は第一実施例に係る直線１ｆ動用ベアリ
ングを示す斜模透視図、第５図は第３図のＩ−Ｉ断面図
、第６図は第３図の■一■断面図、第７図は第一実施例
に係る制動板を示す平面図、第８図は第７図の■−■断
面図、第９図は第７図のＩＶ　−　ＩＶ断而図、第１０
図は第一実施例に係る制動板の組付け状態を示す斜模分
解図、第１１図は制動板に浦圧が作用していない状態を
示す要部断面図、第１２図は制動板に油圧が作用してい
る状態を示す要部断面図、第１３図は本発明における直
線｝ｉ＆動用ベアリングの第二実施例を示す斜視透視図
、第１４図は第二実施例に係る制動板の組付け状態を示
す斜視分解図、第１５図は第一及び第二実施例に係る直
線濤動用ベアリングにおいてその転動体としてローラー
を使用した場合について示す正面断面図、第１６図は軌
道台に対する押圧機構を搭載した従来の直線圏動用ベア
リングを示す正面断面図である。 ［符号説明］ １；居動台　　　　２：軌道台 ３：Ｍ体　　　　　４：ポール（転動体〉５：制動板　
　　　６：ボール保持器 ７二〇リング　　　８：皿バネ座金 １０：板バネ　　１１，１２：負荷転走面１３：無負荷
転走孔（無負荷転走通路）２１．２２：転走面

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）軸方向に沿ってボール又はローラー等の転動体の
   転走する転走面を有して機械装置等に固定される軌道台
   と、上記転走面に相対面する負荷転走面とこの負荷転走
   面の両端を連通連結する無負荷転走通路とからなる無限
   軌道を備え、上記軌道台に沿つて移動する摺動台と、上
   記無限軌道内を循環して摺動台の負荷転走面と軌道台の
   転走面との間で荷重を負荷する多数の転動体とで構成さ
   れる直線摺動用ベアリングにおいて、上記摺動台は、摺
   動台の一面と相俟って圧力室を形成しこの圧力室に作用
   する流体圧力に応じて軌道台表面を押圧する制動板を備
   えると共に、制動板の押圧方向と逆方向に作用する荷重
   を負荷可能であることを特徴とする直線摺動用ベアリン
   グ。
2. （２）制動板が、摺動台の一面と相俟って圧力室を形成
   するための凹部を有することを特徴とする請求項１記載
   の直線摺動用ベアリング。
3. （３）制動板が、摺動台に可動自在に取付けられて圧力
   室を形成し、圧力室に作用する流体圧力に応じて摺動台
   と離間し軌道台表面を押圧することを特徴とする請求項
   １記載の直線摺動用ベアリング。
4. （４）制動板はその両側が板バネを介して摺動台に支持
   されていることを特徴とする請求項３記載の直線摺動用
   ベアリング。
5. （５）制動板が、長尺方向の両端部近傍を摺動台に固定
   されて圧力室を形成し、圧力室に作用する流体圧力に応
   じて生じる長尺方向の撓みにより軌道台表面を押圧する
   ことを特徴とする請求項１記載の直線摺動用ベアリング
   。
6. （６）摺動台が、水平部とその両側より下方に向けて垂
   下する一対の袖部とを有して下面側に凹部を備え、上記
   両袖部にはその内面長手方向に沿って左右一対の上部負
   荷域及び下部負荷域を有する一方、制動板が上記水平部
   の下面側に配設され、相対面する軌道台上面を押圧する
   ことを特徴とする請求項１又は４記載の直線摺動用ベア
   リング。
7. （７）無限軌道を構成する負荷転走面が制動板の一面を
   側面として形成された凹条溝内に設けられ、この凹条溝
   内を転動する転動体をボールとしたとき、凹条溝の開口
   幅が少なくともボールの直径よりも小さく形成されるこ
   とを特徴とする請求項１記載の直線摺動用ベアリング。
8. （８）無限軌道を構成する負荷転走面が制動板の一面を
   側面として形成された凹条溝内に設けられ、この凹条溝
   内を転動する転動体をローラーとしたとき、凹条溝の開
   口幅が少なくともローラーの軸方向長さよりも小さく形
   成されることを特徴とする請求項１記載の直線摺動用ベ
   アリング。