JPH05187440A - ボール又はローラ駆動式直線運動用ベアリング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 組立が簡単で且つ低コストで、スペースの小
さいところにも設置することができるとともに、どのよ
うな長さの軌道台でも自由に設計をすることのできる直
線運動用ベアリングを提供する。 【構成】 軌道台２０は一対の長手方向溝２２，２２を
有する。軌道台２０又は方向転換部材６０には、長手方
向溝２２，２２の端部同士をつなぐ方向転換路６１が設
けられる。長手方向溝２２，２２と方向転換路６１に
は、駆動用ボール８０が装填される。駆動用ボール８０
は、一方の方向転換路６１に設けられたモータ等の駆動
手段により正逆駆動される。ベアリング本体３０は一方
の長手方向溝２２に没入するブラケット４０を有してお
り、駆動用ボール８０が移動すると、それに伴いベアリ
ング本体３０も移動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ボール又はローラで駆
動する直線運動用ベアリングに関する。

【０００２】

【従来の技術】直線運動用ベアリングは、ベアリング本
体と軌道台との間に転動体（ボール又はローラ）を介在
させてベアリング本体を軌道台に沿って直線移動させる
ようになっている。このような直線運動用ベアリングの
駆動方式には、種々のものがある。第１に、ベアリング
本体とボールねじとを連結してベアリング本体を駆動す
る方式、第２に、循環する無端状ワイヤを使用してベア
リング本体を駆動する方式、第３に、エアシリンダを使
用してベアリング本体を駆動する方式、第４に、ベルト
を使用してベアリング本体を駆動する方式がある。とこ
ろが、これらの方式は、いずれも、精度、防塵、コス
ト、取付スペース、及び、組立性に各々問題があった。

【０００３】そこで、これらの種々の問題を解決するた
めに、実開平 2-65712号公報において、高精度及び省ス
ペースを目的とする直線運動用ベアリングが提案されて
いる。この直線運動用ベアリングは、ベアリング本体の
上面を上下で挟むように配置されたベルトがベアリング
本体を軌道台に沿って往復駆動するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
直線運動用ベアリングでも、上記の精度、取付スペース
及び組立性の問題を充分に解決するには至っていない。
すなわち、軌道台が長いとベルトはその自重により撓む
ので、高速運転時に振動が発生してベアリングの寿命を
短くする。また、両端に駆動又は従動プーリを必要とす
るために装置の全長が長くなる。

【０００５】実開平 2-65712号に開示される直線運動用
ベアリングのもう一つの大きな問題は、軌道台の長さに
略々合致するベルトをその都度用意して使用しなければ
ならない点である。ベアリング本体の往復移動量は、使
用される各種装置によって異なる。ベルトは規格化され
ているので、特定用途にはその寸法に合うものを一品毎
に製作しなければならない。

【０００６】本発明は、上記の従来例と異なり、市販さ
れている玉軸受用鋼球又はころ軸受用ローラを直線運動
用ベアリングの駆動手段として用いるものであり、その
目的とするところは、組立が簡単でかつ低コストであ
り、狭いスペースに設置することができるとともに、ベ
アリング本体の往復移動量に対応して自由な設計をする
ことができるボール又はローラ駆動式直線運動用ベアリ
ングを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、第１に、ベア
リング本体と軌道台との間に転動体を介在させて前記ベ
アリング本体を軌道台に沿って直線移動させる直線運動
用ベアリングにおいて、前記軌道台に一対の長手方向溝
を設け、前記軌道台又は該軌道台と別体の方向転換部材
に前記長手方向溝の端部同士をつなぐ方向転換路を設
け、前記長手方向溝と方向転換路にはボールを装填する
とともに、前記方向転換路の少なくとも一方にボール駆
動手段を設け、且つ、前記長手方向溝の一方に没入する
ように前記ベアリング本体にブラケットを設けた構成の
直線運動用ベアリングにより前記課題を解決した。

【０００８】本発明は、第２に、ベアリング本体と軌道
台との間に転動体を介在させて前記ベアリング本体を軌
道台に沿って直線移動させる直線運動用ベアリングにお
いて、前記軌道台に一対の長手方向溝を設け、前記軌道
台又は該軌道台と別体の方向転換部材に前記長手方向溝
の端部同士をつなぐ方向転換路を設け、前記長手方向溝
と方向転換路にはローラを装填するとともに、前記方向
転換路の少なくとも一方にローラ駆動手段を設け、且
つ、前記長手方向溝の一方に没入するように前記ベアリ
ング本体にブラケットを設けた構成の直線運動用ベアリ
ングにより前記課題を解決した。

【０００９】

【作用】ベアリング本体は、転動体を介して軌道台との
間で往復動自在である。本発明では、ベアリング本体の
駆動手段はボール又はローラである。ボール又はローラ
は、長手方向溝と各々の方向転換路に装填されている。
これらのボール又はローラは、少なくとも一方の方向転
換路に設けられたボール駆動手段又はローラ駆動手段に
より押動され、そして、一対の長手方向溝と各々の方向
転換路とを正逆方向に移動できるようになっている。

【００１０】ベアリング本体は、一方の長手方向溝に没
入するブラケットを有する。ボール又はローラはボール
駆動手段又はローラ駆動手段の駆動力をブラケットに伝
達する。ベアリング本体は、ボール若しくはローラ及び
ブラケットを介して駆動力を伝達され、軌道台上を往復
動する。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照し、本発明によるボール又
はローラ駆動式直線運動用ベアリングの実施例を説明す
る。

【００１２】図１乃至図７は、ボール駆動式直線運動用
ベアリングの第１実施例を示している。ボール駆動式直
線運動用ベアリング１０は、軌道台２０、ベアリング本
体３０、方向転換部材６０，６０、ボール駆動手段７
０、ベアリング駆動用ボール８０（以下、駆動用ボー
ル）等の部品から構成されている。

【００１３】軌道台２０は、両側面に各々上下一対の転
動体転動面２１，２１を有する。さらに、上面において
並列する一対の長手方向溝２２，２２を有する。長手方
向溝２２，２２は矩形の溝である。長手方向溝２２，２
２の上部には、図４に示されるように、対峙突片２３，
２３が形成されている。対峙突片２３，２３により形成
される開口２４は内部よりも狭い。駆動用ボール８０
は、長手方向溝２２の底面、両壁面、対峙突片の下側エ
ッジに接し、長手方向溝２２の内部でがたつくことなく
移動できるようになっている。

【００１４】軌道台２０は上面に防塵カバー２５を具え
ている。一方の長手方向溝２２は防塵カバー２５により
覆われていない。しかし、他方の長手方向溝２２は防塵
カバー２５により完全に覆われている。防塵カバー２５
は、軌道台２０の上面と面一、若しくは、若干低くなっ
ている。２６は、固定ボルト用の孔である。

【００１５】ベアリング本体３０は、従来のものと略々
同じである。本実施例のベアリング本体３０は、チュー
ブ式のボールベアリング本体である。図４に示されるよ
うに、ベアリング本体３０は、スカート部３１，３１の
内側に、軌道台２０の転動体転動面２１，２１に対向す
る転動体転動面３２，３２を有する。３３はリテーナ、
３４はリターンチューブ、３５はチューブの取付けカバ
ー、３６は一体型シール、３７はテーブル等を固定する
取付ねじの挿通孔、３８はグリースニップルである。

【００１６】ベアリング本体３０の裏面には断面Ｌ字型
のブラケット４０が固定されている。ブラケット４０
は、軌道台２０の一方の長手方向溝２２に没入してい
る。

【００１７】軌道台２０の転動体転動面２１とベアリン
グ本体３０の転動体転動面３２の間、及び、リターンチ
ューブ３４には、多数の転動体（ボール）５０が装填さ
れており、これにより、ベアリング本体３０は軌道台２
０に沿って往復動が自在である。

【００１８】方向転換部材６０，６０は、軌道台２０の
両端に設けられている。各々の方向転換部材６０，６０
には、一対の長手方向溝２２，２２の端部同士をつなぐ
ように方向転換路６１，６１が形成されている。そし
て、一対の長手方向溝２２，２２及び一対の方向転換路
６１，６１には多数の駆動用ボール８０が装填されてい
る。駆動用ボール８０は、玉軸受用鋼球である。

【００１９】一方の方向転換部材６０には、図５乃至図
７に示されるボール駆動手段７０が設けられている。ボ
ール駆動手段７０は、モータ７１と、このモータ７１に
連結される（歯付き）プーリ７３を一体加工した駆動軸
７２を有する。なお、プーリ７３は別体にして駆動軸７
２に取付けることもできる。プーリ７３は、チェーン駆
動用のスプロケットに似た形状をしており、方向転換路
６１と同一平面内に配置される。駆動用ボール８０は、
モータ７１から駆動軸７２を介して、プーリ７３により
隙間なく正逆方向に押動されるようになっている。

【００２０】本実施例の直線運動用ベアリング１０は次
のような作動を行なう。ベアリング本体３０の駆動手段
は駆動用ボール８０である。モータ７１には所定回転数
に対応する電気信号が送られる。モータ７１は駆動軸７
２及びプーリ７３を介して、方向転換部材６０の内部の
方向転換路６１に位置する駆動用ボール８０に駆動力を
伝達する。

【００２１】駆動用ボール８０は、一対の長手方向溝２
２，２２と一対の方向転換路６１，６１に隙間なく装填
されている。従って、駆動用ボール８０は正逆いずれの
方向に移動するするときでも、ベアリング本体３０のブ
ラケット４０を押圧することになる。その結果、ベアリ
ング本体３０は駆動用ボール８０とともに移動し、軌道
台２０に沿って往復動を行なう。

【００２２】なお、本実施例では駆動用ボール８０をす
べて鋼球としたが、それでは摺動抵抗が大きい場合、そ
の一部に、ボールねじでは公知のいわゆるスペーサボー
ル（正規のボールよりやや径が小さい。）を含ませるこ
とができる。例えば、鋼球とこのようなスペーサボール
とを交互に（又は或る比率で）装填することができる。
また、高速運転時の騒音が問題となる場合は、スペーサ
ボールに、例えば、ポリアセタール樹脂製（商品名デル
リン：デュポン社製）のものを使用すると、騒音低減に
効果的である。ボールの潤滑は、グリースやオイル等を
塗布して行なうことができ、また、自己潤滑性を有する
プラスチック球をスーペサボールとして使用して行なう
ことができる。

【００２３】方向転換部材６０の他方にも、駆動軸７２
のプーリ７３のような従動プーリを設けてボールを駆動
を円滑に行なうことがができる。また、上記実施例は、
方向転換部材６０の上方にモータ７１を設けたものであ
るが、周辺機器のスペースを考慮してモータ７１を方向
転換部材６０の下方に設けることもできる。

【００２４】防塵手段として、いわゆるジャバラで軌道
台２０全体を覆うこと、防錆手段として、ユニット１０
全体に、例えば、黒メッキ又はレイデント処理（黒色防
錆薄膜処理）を施すこともできる。また、ユニット１０
全体をステンレス（ＳＵＳ３０４）から構成することも
できる。

【００２５】また、上記実施例では、軌道台２０の両端
に方向転換部材６０，６０が設けられているが、軌道台
２０自体の端部に１８０°転回する方向転換路を形成す
ることにより、方向転換部材を省略することもできる。

【００２６】次に、図８及び図９は、ボール駆動式直線
運動用ベアリング１１０，２１０の第２及び第３実施例
を示している。これらの実施例では、開口を有する長手
方向溝１２２，２２２が軌道台１２０，２２０の上面に
形成され、前記長手方向溝１２２，２２２に並列する他
の長手方向溝１２３，２２３が軌道台１２０，２２０の
下面に形成されている。従って、駆動用ボール８０は垂
直平面内を循環することになる。この場合、方向転換部
材及びボール駆動手段は、駆動用ボール８０を垂直面内
で移動させるように、軌道台１２０，２２０に取付けら
れる。その他の構成は、第１実施例と同じであるから、
説明は省略する。

【００２７】ボール駆動式直線運動用ベアリングの第２
及び第３実施例では、垂直面内に配置される長手方向溝
を左右２列に設けることにより、ベアリングの駆動トル
クを増大させることができる。

【００２８】次に、図１０乃至図１２は、ローラ駆動式
直線運動用ベアリングの第１実施例を示している。ロー
ラ駆動式直線運動用ベアリング３１０は、軌道台３２
０、ベアリング本体３３０、方向転換部材３６０，３６
０、ローラ駆動手段３７０、ベアリング駆動用ローラ３
８０（以下、駆動用ローラ）等の部品から構成されてい
る。

【００２９】軌道台３２０は、両側面に各々上下一対の
転動体転動面３２１，３２１を有する。さらに、上面に
おいて並列する一対の長手方向溝３２２，３２２を有す
る。長手方向溝３２２，３２２は矩形の溝である。長手
方向溝３２２，３２２の上部には、図１１に示されるよ
うに、対峙突片３２３，３２３が形成されている。対峙
突片３２３，３２３により形成される開口３２４は内部
よりも狭い。長手方向溝３２２，３２２は、駆動用ロー
ラ３８０の端面に摺接する面、すなわち、底面に凹所３
２７を有する。凹所３２７は、駆動用ローラ３８０と底
面との間のすべり摩擦を減少させる。駆動用ローラ３８
０は、長手方向溝３２２の底面、両壁面、対峙突片の下
側エッジに接し、長手方向溝３２２の内部でがたつくこ
となく移動できるようになっている。

【００３０】軌道台３２０は上面に防塵カバー３２５を
具えている。一方の長手方向溝３２２は防塵カバー３２
５により覆われていない。しかし、他方の長手方向溝３
２２は防塵カバー３２５により完全に覆われている。防
塵カバー３２５は、軌道台３２０の上面と面一、若しく
は、若干低くなっている。３２６は、固定ボルト用の孔
である。

【００３１】ベアリング本体３３０は、図４に示された
ものと同じであるので、ここでは説明を省略する。

【００３２】ベアリング本体３３０の裏面には断面Ｌ字
型のブラケット３４０が固定されている。ブラケット３
４０は、軌道台３２０の一方の長手方向溝３２２に没入
している。

【００３３】方向転換部材３６０，３６０は、軌道台３
２０の両端に設けられている。各々の方向転換部材３６
０，３６０には、一対の長手方向溝３２２，３２２の端
部同士をつなぐように方向転換路３６１，３６１が形成
されている。そして、一対の長手方向溝３２２，３２２
及び一対の方向転換路３６１，３６１には多数の駆動用
ローラ３８０が装填されている。駆動用ローラ３８０
は、例えば、ころ軸受用のローラである。

【００３４】一方の方向転換部材３６０には、図１２に
示されるローラ駆動手段３７０が設けられている。ロー
ラ駆動手段３７０は、モータ３７１と、このモータ３７
１に連結される（歯付き）プーリ３７３を一体加工した
駆動軸３７２を有する。なお、プーリ３７３は別体にし
て駆動軸３７２に取付けることもできる。プーリ３７３
は、チェーン駆動用のスプロケットに似た形状をしてお
り、方向転換路３６１と同一平面内に配置される。駆動
用ローラ３８０は、モータ３７１から駆動軸３７２を介
して、プーリ３７３により隙間なく正逆方向に押動され
るようになっている。

【００３５】本実施例の直線運動用ベアリング３１０は
次のような作動を行なう。ベアリング本体３３０の駆動
手段は駆動用ローラ３８０である。モータ３７１には所
定回転数に対応する電気信号が送られる。モータ３７１
は駆動軸３７２及びプーリ３７３を介して、方向転換部
材３６０の内部の方向転換路３６１に位置する駆動用ロ
ーラ３８０に駆動力を伝達する。

【００３６】駆動用ローラ３８０は、一対の長手方向溝
３３２２，３２２と一対の方向転換路３６１，３６１に
隙間なく装填されている。従って、駆動用ローラ３８０
は正逆いずれの方向に移動するするときでも、ベアリン
グ本体３３０のブラケット３４０を押圧することにな
る。その結果、ベアリング本体３３０は駆動用ローラ３
８０とともに移動し、軌道台３２０に沿って往復動を行
なう。

【００３７】なお、本実施例では駆動用ローラ３８０を
すべて鋼製球としたが、ボール駆動式直線運動用ベアリ
ングと同様に、その一部にスペーサローラ（スペーサボ
ールと同等のもの）を含ませることができる。また、高
速運転時の騒音が問題となる場合は、スペーサローラ
に、例えば、ポリアセタール樹脂製のものを使用する
と、騒音低減に効果的である。ローラの潤滑は、グリー
スやオイル等を塗布して行なうことができ、また、自己
潤滑性を有するプラスチック製のローラをスーペサロー
ラとして使用して行なうことができる。

【００３８】方向転換部材３６０の他方にも、駆動軸３
７２のプーリ３７３ような従動プーリを設けてローラを
駆動を円滑に行なうことがができる。また、上記実施例
は、方向転換部材３６０の上方にモータ３７１を設けた
ものであるが、周辺機器のスペースを考慮してモータ３
７１を方向転換部材３６０の下方に設けることもでき
る。なお、防塵手段及び防錆手段については、図４に示
される実施例を参照して既述したように、同様の構成を
設けたり、同様の処理を施すことができる。また、上記
実施例では、軌道台３２０の両端に方向転換部材３６
０，３６０が設けられているが、軌道台３２０自体の端
部に１８０°転回する方向転換路を形成することによ
り、方向転換部材を省略することもできる。

【００３９】次に、図１３及び図１４は、ローラ駆動式
直線運動用ベアリング４１０，５１０の第２及び第３実
施例を示している。これらの実施例では、開口を有する
長手方向溝４２２，５２２が軌道台４２０，５２０の上
面に形成され、前記長手方向溝４２２，５２２に並列す
る他の長手方向溝４２３，５２３が軌道台４２０，５２
０の下面に形成されている。従って、駆動用ローラ３８
０は垂直平面内を循環することになる。この場合、方向
転換部材及びローラ駆動手段は、駆動用ローラ３８０を
垂直面内で移動させるように、軌道台４２０，５２０に
取付けられる。長手方向溝４２２，４２３，５２２，５
２３は、駆動用ローラ３８０の端面に摺接する面、すな
わち、側面に凹所４２７，５２７を有する。凹所４２
７，５２７は、駆動用ローラ３８０と底面との間のすべ
り摩擦を減少させる。その他の構成は、図１０乃至図１
２に示された実施例と同じであるから、説明は省略す
る。

【００４０】ローラ駆動式直線運動用ベアリングの第２
及び第３実施例では、垂直面内に配置される長手方向溝
を左右２列に設けることにより、ベアリングの駆動トル
クを増大させることができる。

【００４１】なお、図１乃至図７及び図１０乃至図１２
に示された実施例では、チューブ式ベアリングを例とし
て、図８、図９、図１３及び図１４に示された実施例で
はエンドキャップ式ベアリングを例として説明したが、
ボールの循環方式はどのような方式のものでもよい。

【００４２】

【発明の効果】本発明は、軌道台、ベアリング本体及び
駆動手段が一体となった直線運動用ベアリングであるの
で、基台への固定が容易である。すなわち、全体をユニ
ットとしてそのまま基台に取付けることができる。

【００４３】ベアリング本体を駆動するための駆動力伝
達手段が、軌道台内部及びベアリング本体内部に包含さ
れており、従来の直線運動用ベアリング、例えば、実開
平 2-65712号と比較して、よりコンパクトにすることが
できる。

【００４４】さらに、駆動力伝達手段としてボール又は
ローラを使用しているので、軌道台の長さに制限がな
く、各種用途に応じて自由に直線運動用ベアリングを設
計することができる。

【００４５】そして、ボールが点接触により駆動力を伝
達するの対して、ローラを使用した場合は、線接触によ
り駆動力を伝達することになるので、駆動力の伝達能力
に優れるとともに、その弾性変形が小さくなってベアリ
ングの動特性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のボール駆動式直線運動用ベアリングの
第１実施例の斜視図である。

【図２】図１のボール駆動式直線運動用ベアリングから
モータを除いた平面図である。

【図３】図１のボール駆動式直線運動用ベアリングの一
部断面を含む正面図である。

【図４】図２の４−４線断面図である。

【図５】ボール駆動手段の拡大断面図である。

【図６】ボール駆動手段を構成する駆動軸の断面図であ
る。

【図７】図６の下面図である。

【図８】本発明のボール駆動式直線運動用ベアリングの
第２実施例の断面図である。

【図９】本発明のボール駆動式直線運動用ベアリングの
第３実施例の断面図である。

【図１０】本発明のローラ駆動式直線運動用ベアリング
の第１実施例であり、モータを除いた平面図である。

【図１１】図１０の１１−１１線断面図である。

【図１２】ローラ駆動手段の拡大断面図である。

【図１３】本発明のローラ駆動式直線運動用ベアリング
の第２実施例の断面図である。

【図１４】本発明のローラ駆動式直線運動用ベアリング
の第３実施例の断面図である。

【符号の説明】

１０，１１０，２１０ ボール駆動式直線運動用ベア
リング ３１０，４１０，５１０ ローラ駆動式直線運動用ベア
リング ２０，１２０，２２０，３２０，４２０，５２０ 軌道
台 ２２，１２２，１２３，２２２，２２３，３２２，４２
２，４２３，５２２，４３５ 長手方向溝 ２４ 開口 ３０，３３０ ベアリング本体 ４０，３４０ ブラケット ５０ 転動体 ６０，３６０ 方向転換部材 ６１，３６１ 方向転換路 ７０，３７０ ボール駆動手段 ７１，３７１ モータ ７３，３７３ プーリ ８０，３８０ 駆動用ボール ３２７，４２７，５２７ 凹所

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベアリング本体と軌道台との間に転動体
   を介在させて前記ベアリング本体を軌道台に沿って直線
   移動させる直線運動用ベアリングにおいて、 前記軌道台に一対の長手方向溝を設け、前記軌道台又は
   該軌道台と別体の方向転換部材に前記長手方向溝の端部
   同士をつなぐ方向転換路を設け、前記長手方向溝と方向
   転換路にはボールを装填するとともに、前記方向転換路
   の少なくとも一方にボール駆動手段を設け、且つ、前記
   長手方向溝の一方に没入するように前記ベアリング本体
   にブラケットを設けたことを特徴とする、ボール駆動式
   直線運動用ベアリング。
2. 【請求項２】 前記一対の長手方向溝は、前記軌道台の
   上面に設けられている、特許請求の範囲第１項のボール
   駆動式直線運動用ベアリング。
3. 【請求項３】 前記一対の長手方向溝は、前記軌道台の
   上面と下面に設けられている、特許請求の範囲第１項の
   ボール駆動式直線運動用ベアリング。
4. 【請求項４】 ベアリング本体と軌道台との間に転動体
   を介在させて前記ベアリング本体を軌道台に沿って直線
   移動させる直線運動用ベアリングにおいて、 前記軌道台に一対の長手方向溝を設け、前記軌道台又は
   該軌道台と別体の方向転換部材に前記長手方向溝の端部
   同士をつなぐ方向転換路を設け、前記長手方向溝と方向
   転換路にはローラを装填するとともに、前記方向転換路
   の少なくとも一方にローラ駆動手段を設け、且つ、前記
   長手方向溝の一方に没入するように前記ベアリング本体
   にブラケットを設けたことを特徴とする、ローラ駆動式
   直線運動用ベアリング。
5. 【請求項５】 前記一対の長手方向溝は、前記軌道台の
   上面に設けられている、特許請求の範囲第１項のローラ
   駆動式直線運動用ベアリング。
6. 【請求項６】 前記一対の長手方向溝は、前記軌道台の
   上面と下面に設けられている、特許請求の範囲第１項の
   ローラ駆動式直線運動用ベアリング。
7. 【請求項７】 前記長手方向溝は前記ローラの端面と摺
   接する面に凹所を有する、請求項５又６に記載のローラ
   駆動式直線運動用ベアリング。