JPH0361849B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 利用分野 本願は、長尺状のトラツクレールと、このレー
ルにまたがつて、ころを転動体として、相対的に
無限直線運動をするスライドユニツトとからなる
無限直線運動用ころ軸受に関するものである。よ
り具体的には、ころの配列がクロスローラ方式と
なつた無限直線ころ軸受において、軌道溝を改良
したころ軸受に関するものである。

従来技術 第５，６図において、本願発明の技術分野に属
する無限直線運動用ころ軸受１を示す。該軸受１
は、断面形状がコ字状にケーシング２のスカート
部分３の回りにころ４をクロスローラ方式に配列
して、該ころ４を無限循環させる構造の軸受であ
る。該ころ軸受１の無限循環路は、直線状の軌道
溝５，５と、該軌道溝５，５と平行に形成された
リターン路６と、そして軌道溝５，５とリターン
路６の両端に形成され且つ該軌道溝とリターン路
とを接続する円弧状の方向転換路とから構成され
ている。

トラツクレール７に形成された軌道溝５と接触
する負荷域内のころ４は、摺動するに従つて、そ
の両端に取付けられた側板８内に形成された方向
転換路へと導かれる。方向転換路に接続されたリ
ターン路６は、ケーシング２の外側面と循環路カ
バー９にそれぞれ設けられたＶ字状溝１０，１０
によつて形成され、ころ４は方向転換路からリタ
ーン路６へと押されながら進む。図中１１は断面
がＬ字状の鋼板製保持板であり、トラツクレール
７からスライドユニツト（ケーシング２、側板
８、カバー９、側面シール１３、グリースニツプ
ル１４その他の総称）１２が外れてもころ４が脱
落しないように設けられている。尚、１５は下面
シールである。（第６図において、ケーシング２
の軌道溝５を含んだ部分を二点鎖線Ｘ−Ｘによつ
てスカート部分３から区切るものと仮定し、該区
切られた部分を以下「軌道部材」と呼ぶ。） 上記した様なタイプの無限直線運動用ころ軸受
においては、クロスローラ方式の無限循環路にお
ける方向転換路から軌道溝へころが移動していく
境目部分でのころの挙動が軸受の走行性能に大き
な係わりを持つていることが既に知られている。
即ち、クロスローラ方式の無限循環路における負
荷域と無負荷域の境目部分の形状は、軸受の走行
性能に大きな影響を与える。

従来の技術においては、前記境目部分におい
て、僅かな傾斜角を有する逃げ溝を形成するとい
う手段が採用されていた。第７図はその様な手段
を示すもので、軌道部材１６の長手方向の断面図
であり、軌道溝５の両端には傾斜角θでＶ字状を
した逃げ溝１７，１７が形成されている。そして
軌道溝５と逃げ溝１７との境目には境界線１８が
形成される。ここで、上述の様なこのタイプの軸
受の転動体はクロスローラ形式に配列された円筒
形ころであるので、軌道溝の角度2β（第７Ａ図：
第７図の矢視Ａから見た側面図）は90°である。
また、第７Ｂ図（第７図の矢視Ｂから見た図）に
示す様に、逃げ溝の角度は2αで表わされる。

従来技術の問題点 従来の上記逃げ溝は、逃げ溝の角度2αが軌道
溝の角度2β（＝90°）と等しくなる様に形成するた
め、逃げ溝と軌道溝との境目部分の溝角度が2β
よりも小さくなつた。

このため境目部分にさしかかつたころは、溝の
両肩付近と接触し、わずかに持ち上げられること
になつた。

この現象は、ころの挙動にも影響し、軸受のス
テイツクスリツプを減少させることができなかつ
た。境目部分におけるころの不規則な挙動に関し
ては、第８〜１２図を参照してより詳細に説明す
る。

第８図は第７図の矢視Ｃから見た平面図であ
る。例えば逃げ溝の角度2αを軌道溝2βと等しい
角度で形成すると、境界線１８は逆Ｖ字形、即ち
その頂点が軌道溝端面に向かつて突出する様な形
状となる。境界線１８が逆Ｖ字形となつているの
で、方向転換路から逃げ溝１７に移動してきたこ
ろ４は、先ずポイントＰ，Ｐの何れか（クロスロ
ーラ配列となつた各々のころの傾き方に依存す
る）を経て、軌道溝５中に押し込まれる。ころ４
がポイントＰを通過する瞬間、即ちころ４が無負
荷域から負荷域へ丁度進入した瞬間が第９図に示
されている。

第９図において、トラツクレール７側の軌道溝
５には負荷或いは接触応力が略均等に分布する
（ハツチングした部分１９で示す。）。これに対し
て軌道部材１６側の軌道溝５においては、前記の
如くころ４はポイントＰから負荷域（軌道溝５）
に進入するので、軌道部材１６側の軌道溝５とこ
ろ４とは、最初に、該軌道溝５の斜面上部（ポイ
ントＰの部分）においてのみ接触する。そしてこ
の接触面積がトラツクレール７側の軌道溝５の場
合に比べて非常に小さいため、負荷（接触応力）
の分布（ハツチングした部分２０で示す）はポイ
ントＰの箇所に集中した極端な端荷重となつてい
る。

この様な負荷（接触応力）の分布を考慮して、
逃げ溝と軌道溝との境界部分におけるころの挙動
を第１０図を参照して説明する。第１０図は第９
図をトラツクレール７側から（第８図と同じ向き
から）見た図である。第９図で示す様な分布の負
荷を受けているころ４は、それに続く二点鎖線
で示すころ４に押されて矢印Ｄ方向の推進力を
受ける。ここで、ころ４はポイントＰにおいて
集中的な負荷を受けているので、矢印Ｄ方向の推
進力を受けるとポイントＰを中心に矢印Ｅ方向に
回動する様な挙動を示す。この様な回動運動によ
り、ころ４には循環路から飛び出させるような
力が作用し、ころ４のスキユー（ころの倒れ）
を増大させる。この現象が軸受の摺動抵抗を増加
させ、ころの挙動を不規則にする原因の１つであ
ることを、本出願人は発見した。

次に、ころの不規則な挙動を生ずる原因を、第
１１図、第１２図を参照して説明する。第１１，
１２図は方向転換路１９におけるころ４の挙動を
考慮しつつ、軌道溝５に進入するころの挙動を説
明するためのものであり、第１２図は逃げ溝と軌
道溝との境界線近傍部分の拡大図である。

第１２図から明らかな様に、ころ４と４と
はころ４の重心よりも下方のポイントＱで接触
しているので、ころ４がころ４を軌道溝の方
へ押し込むと、ころ４を上方（矢印Ｆ方向）に
押し上げる様な力が付加される。即ち、方向転換
路内のころところは、前記したように、ころ重心
よりも方向転換路の円弧中心に近い位置（下部）
で接触しているため、方向転換路外に飛び出す方
向に傾きながら進行しており、さらに負荷域に進
入するころのスキユー（ころの倒れ）を増加させ
る働きをするのである。また、ころ４及び４
に着目すると、第９，１０図を参照して説明した
様に、ころ４は軌道部材１６の軌道溝の上方で
集中的な負荷を受けているので、ころ４が矢印
Ｄの力を受ける場合は該集中的な負荷を受けてい
る箇所（ポイントＲ付近）を中心として矢印Ｇ方
向へ傾斜（スキユー）しようとする。矢印Ｇ方向
へスキユーする場合、該ころ４は進行方向に対
して僅かに傾斜して、ポイントS₁とポイントＴに
おいて軌道溝とロツクする様に作用し、その結
果、摺動抵抗が大きくなり、ステツクスリツプの
原因となる。

上記した様な逃げ溝と軌道溝との境界線付近に
おけるころの摺動抵抗の増加と不規則な挙動とい
う問題を解決するために、本出願人はこれまでに
多くの提案をし、この問題についてそれなりの成
果をあげてきた。例えば、実願昭60−19487号で
は、軌道面両端部分に３段階の逃げ部分を形成し
た技術を提案している（第１３図）。この技術に
おける逃げ溝１７と軌道溝５との間の境界線１８
は、第１４図に示すように、軌道溝の長手方向に
対して直角に形成されており、ころが徐々に無負
荷域から負荷域に移動するので、ころの不規則な
挙動による走行変位（軸受が摺動時の上下変位）
が改善される。実願昭60−19487号の考案はそれ
なりに有効なものであるが、ころが無限循環路外
に飛び出そうとする動きを大きく抑えることが出
来ず、期待通りの摺動抵抗と走行変位の軸受にな
らなかつた。また軌道溝端面の逃げ溝加工が複雑
となり、コストが増大し、精度的にもバラツキが
大きく、軸受性能は不安定なものであつた。

他方、最近ではこの種の軸受の使用範囲がさら
に広がり、走行性能の要求レベルも高くなり、軸
受の走行変位や摺動抵抗の小さな軸受が求められ
ているが、従来技術では今一歩満足なものができ
なかつた。

発明の目的 本発明は、上記従来技術の欠点に鑑み為された
もので、逃げ溝と軌道溝との境界線近傍における
ころの摺動抵抗の増加及び不規則な挙動を防止す
る事が出来、且つ構造が簡単で加工コストも低く
押える事が出来る様な無限直線運動用ころ軸受を
提供する事である。

発明の構成 本出願人は種々の実験・研究を重ねた結果、逃
げ溝の角度を軌道溝の角度よりも大きく形成し、
且つ逃げ溝と軌道溝間の境界線がトラツクレール
の端面側から見てＶ字状に形成されており、該Ｖ
字の中央が逃げ溝側に向いている様にすれば、該
境界線付近においてころの挙動が規則的になり、
且つころの摺動抵抗を減少出来る事を見い出し
た。

この様な事実に基づき、本願発明は、 転動体はクロスローラ方式に配列されたころで
あり、 直線状の軌道溝を含む無限循環路を有するスラ
イドユニツトと、 外側面に軌道溝が形成された長尺状のトラツク
ルールとを含み、 スライドユニツトの軌道溝とトラツクレール外
側面上の軌道溝とは、相互に向かい合う様な位置
に配置されてころの無限循環路の負荷域を形成す
る、無限直線運動用ころ軸受において、 スライドユニツト側の軌道溝の両端には、わず
かに傾斜した逃げ溝が形成されており、 逃げ溝の角度が、軌道溝の角度よりも大きく形
成され、そして、 軌道溝と逃げ溝の境目に形成された境界線が、
トラツクレールの端面側から見てＶ字状に形成さ
れており、該Ｖ字の頂点は該逃げ溝側に向つて突
出していることを特徴としている。

好ましい実施例 軌道溝の両端に形成された逃げ溝の角度を2α、
逃げ溝の傾斜角をθとすると、 tanα＞１／cosθ が成立することが好ましい。

発明の作用 上述の構成とする事により、逃げ溝と軌道溝間
の境界線付近におけるころの摺動抵抗が軽減し
た。

以下に、従来技術の第９図・第１２図との比較
として、本考案に係わる第９Ａ図・第１２Ａ図を
参照して説明する。

本考案に係わる第９Ａ図によれば、トラツクレ
ール７側の軌道溝５には、負荷あるいは接触応力
が略均等に分布する（ハツチングした部分１９で
示す）。これに対して、軌道部材１６側の軌道溝
５においては、ころが進入するとき、第１０図に
おける軌道部材１６側の軌道溝５ところ４とは、
最初に軌道溝５の斜面下部においてのみ接触する
（従来技術第９図においては斜面上部で接触）。そ
してこの接触面積がトラツクレール７側の軌道溝
５の場合に比べて、非常に小さいため、負荷（接
触応力）の分布（第９Ａ図ハツチング部）とな
り、第１０図のころの回動の傾向は、従来技術と
比較して、極めて小さくなるのである。

また、本考案に係わる第１２Ａ図によれば、上
記第９Ａ図において説明したように、ころ４は
軌道部材１６の軌道溝の下方で集中的な負荷を受
けているので、ころ４が矢印Ｄの方向の力を受
ける場合は、集中的な負荷を受けている箇所（ポ
イントＳ付近）を中心として、Ｈ方向へ傾斜（ス
キユー）しようとする。

従来技術では第１２図を参照すると、Ｇ方向へ
スキユーしようとする運動方向が見られたが、矢
印Ｈ方向へスキユーする場合、ころ４は軌道部
材１６に対し垂直な角度より進行方向に僅かに倒
れているころの姿勢を正そうとする運動方向をと
るので、この運動により従来技術と比較し、ころ
の摺動抵抗の増加や不規則な挙動の問題が解決さ
れた。

したがつて、ころの挙動が規則的になるので、
軸受走行中に走行変位も減少する。

更に本発明の軸受の構造は簡単であり、加工コ
ストも低く押える事ができる。

実施例 以下、第１〜４図を主に参照しつつ、本発明の
実施例を説明する。尚、第５〜１４図に示すのと
同一の要素には同一の符号を付して説明する。

第１図は本発明にかかる軸受の軌道部材１６に
おいて、軌道溝５と逃げ溝２７との境界線２８付
近をトラツクレール側（第７図の矢印Ｃの方向）
から見た図である。また、第１Ａ図は第１図の軌
道部材１６の長手方向断面図である。境界線２８
はＶ字状をしており、その頂点４０は逃げ溝１７
側を向いている。ここで、前述した様に、軌道溝
５を転動するころがクロスローラ方式で配列され
ている場合は、角度2β＝90°である。逃げ溝の傾
斜角をθとすれば（第７図参照）、2β＝90°という
条件を前提にαとθとの関係及び境界線の形成状
況を考慮して解析を行なうと、第１図の場合、次
式が成立する。

｜tanα｜＞｜１／cosθ｜ （尚、2β＝90°を前提とすると、第８図の場合は、
tanα＜１／cosθ、第１４図の場合はtanα＝１／
cosθが成立する。） 第２図及び第３図は、第１図に示す様な逃げ溝
２７を形成する方法の一例を示すものである。形
成条件としては、該当軸受に最適な逃げ溝の傾斜
角θ等わ設定し、このθの値を用いて、 tanα＞１／cosθ の式が成立するαを設定する。次に砥石４２を
2αの角度でドレツシングし、軌道部材１６を角
度θだけ傾けて、逃げ溝を研削加工すればよい。

例えば： θ＝1.458°でα＝45.25° θ＝0.25°でα＝45.1°と設定する。

ケーシングと軌道部材が一体となつている軸受
の場合は、研削盤のテーブルまたは砥石のどちら
かを第２図で示す様に傾斜させればよいわけで、
この加工技術はさして高度なものではない。

次に第１図に示す実施例の作用について説明す
る。Ｖ字状の境界線２８の頂点４０は逃げ溝２７
側に突出しているので、逃げ溝２７から軌道溝５
に進入するころは先ず頂点４０の部分を経てから
負荷域（軌道溝５）中に押し込まれる。その結
果、軌道部材１６中の軌道溝５においては、第９
図の場合とは異なり、集中荷重は該軌道溝の斜面
上部には付加されず、寧ろ軌道溝の谷底近傍に付
加される事になる。このため第１０図中の矢印Ｅ
方向へころが回動する傾向が無くなる。更に、集
中荷重（接触応力）が軌道溝谷底近傍に付加され
ると云う事は、第１２図において、ころ４をポ
イントＳを中心に矢印Ｈ方向にスキユー（ころの
倒れ）させるという結果を生ずる。そしてころ４
が矢印Ｈ方向にスキユーするという事は、ころ
４を軌道溝（の斜面）に押し付ける作用をもた
らすので、ころ４のスキユーそのものが小さく
なり、該ころが進行方向に対して傾斜する事が抑
えられ、軌道溝ところ４がロツクしてしまう虞
れもない。従つて、ころは軌道溝（の斜辺）に案
内されて無限循環路を円滑に転動し、軸受全体の
摺動抵抗も減少する。

第４図は従来技術の軸受（従来品）と本発明の
軸受との摺動抵抗の大きさを比較して示す図であ
り、該図において、本発明の軸受は従来の軸受と
比較して明らかに摺動抵抗が低減されている。

発明の効果 本発明の効果を以下に列挙する。

軌道溝両端面の逃げ溝の加工は、形状が単純
なため、研削盤によつて自動研削加工ができ、
量産的である。

逃げ溝の角度が軌道溝の角度よりも大きく形
成され、そして軌道溝と逃げ溝の境目に形成さ
れた境界線が、トラツクレールの端面側から見
てＶ字状に形成されており、該Ｖ字の頂点は該
逃げ溝に向かつて突出していることにより、無
負荷域から負荷域へ移動するころの外方へ飛び
出す方向への傾斜（スキユー）を抑制する効果
が生まれ、さらに軸受の摺動抵抗を小さくし、
不規則な挙動を無くするこができる。

走行変位も小さくできる。

安価に製作することができる。

従来の軸受にくらべステイツクスリツプが少
ない。

尚、本発明は第５図に示すころ軸受だけでな
く、既に公知な他の類似する無限直線運動用ころ
軸受に対しても応用可能である旨を附記する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の軸受の軌道部材における軌道
溝と逃げ溝の境界線近傍をトラツクレール側から
見た図、第１Ａ図は第１図の軌道部材の長手方向
断面図、第２図は本発明の軸受の逃げ溝を研削加
工する様子を示す図、第３図は第２図で用いる砥
石の正面図、第４図は従来品と本発明の軸受の摺
動抵抗を示す図であり、第５図は本発明の軸受が
属するタイプのころ軸受を示す斜視図、第６図は
第５図の軸受の部分拡大断面図であり、第７図は
軌道部材の長手方向断面図、第７Ａ図は第７図の
Ａ矢視図、第７Ｂ図は第７図のＢ矢視図、第８図
は従来品の軌道溝と逃げ溝近傍の部分をトラツク
レールから見た図で、第７図のＣ矢視図に相当
し、第９−１２図は軌道溝と逃げ溝との境界線近
傍のころの挙動を説明する図、第９Ａ図は第９図
に相当する本考案の軌道溝と逃げ溝との境界線近
傍のころの挙動を説明する図であり、第１２Ａ図
は第１２図に相当する本考案のころの運動方向の
表れをより明らかに説明する図である。第１３図
はその他の従来技術を示す図であり、そして第１
４図は第１３図の従来技術の軸受における軌道溝
と逃げ溝との境界線近傍をトラツクレール側から
見た図である。 １……軸受、４……ころ、５……軌道溝、１６
……軌道部材、１７，２７……逃げ溝、１８，２
８……境界線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 転動体はクロスローラ方式に配列されたころ
   であり、 直線状の軌道溝を含む無限循環路を有するスラ
   イドユニツトと、 外側面に軌道溝が形成された長尺状のトラツク
   レールとを含み、 スライドユニツトの軌道溝とトラツクレール外
   側面上の軌道溝とは、相互に向かい合う様な位置
   に配置されてころの無限循環路の負荷域を形成す
   る、無限直線運動用ころ軸受において、 スライドユニツト側の軌道溝の両端には、わず
   かに傾斜した逃げ溝が形成されており、 逃げ溝の角度が、軌道溝の角度よりも大きく形
   成され、そして、 軌道溝と逃げ溝の境目に形成された境界線が、
   トラツクレールの端面側から見てＶ字状に形成さ
   れており、該Ｖ字の頂点は逃げ溝側に向かつて突
   出している、 ことを特徴とする無限直線運動用ころ軸受。 ２ 軌道溝の両端に形成された逃げ溝の角度を
   2α、逃げ溝の傾斜角をθとすると、 tanα＞１／cosθ が成立することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の無限直線運動用ころ軸受。