JPH0646048B2 - 直線摺動用ベアリング - Google Patents

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、摺動させるべき可動
体を直線的に案内する直線摺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加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
としては通常直線摺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摺動用ベアリングとしては、軸
方向に沿ってローラー又はボール等の転動体の転走する
転走面を有する軌道台と、上記転走面に相対面する負荷
転走面を含む無限軌道を備え、上記軌道台に沿って移動
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
転動体とからなるものが一般的である。そして、この種
の直線摺動用ベアリングにおいては、軌道体の軸方向に
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、これにより加
工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加工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、摺動抵抗を軽減
し可動体を円滑に直線案内するという直線摺動用ベアリ
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体軸方向の剛性に関
しては、直線案内の送りを行う送り駆動系の剛性を頼ら
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
生じると言う問題点を有している。

そこで、近年においてはこのような問題点を解決するも
のとして、摺動台の摺動抵抗を増加させて軌道台軸方向
の剛性を付与することが可能な直線摺動用ベアリングが
幾つか提案されている。

第10図及び第11図は、夫々、実開昭 58-6010号公報、特
開昭 61-116119号公報記載の直線摺動用ベアリングを示
すものである。これらのベアリングは摺動台ａに組込ま
れたバネ部材ｂで摩擦部材ｃを軌道台ｄに押付けること
により、摺動台ａの摺動抵抗の増加を図っている。

又、第12図は特開昭 63-162133号公報記載の直線摺動用
ベアリングを示すものである。このベアリングにおいて
は、摺動台ａの内部に油圧室ｅを設け、付与する油圧に
応じた押圧力で摩擦部材ｃを軌道台ｄの表面に押付ける
ことにより摺動抵抗の増加を図ることが可能となってい
る。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記した従来の直線摺動用ベアリングのうち、
バネ部材の弾性力を利用した前二者においては接触部材
が常に軌道台を押圧した状態にあるので、加工時以外す
なわち加工位置への移動時等にも摺動抵抗が増加した状
態にあり、送り駆動系に加わる負荷の増加、損失動力の
増大という問題点を有している。

この点において油圧を利用した後者は、作用する油圧を
変化させることにより、摺動抵抗を自在に調節すること
が可能なので、上記した問題点が生じることは無い。し
かし、油圧室を設ける必要から摺動台の一部分の肉厚が
薄くなり、直線摺動用ベアリングに要求される基本的性
能の一つである摺動台の剛性が低下してしまうという問
題点を有している。更に、流体である油を使用すること
からシール部材の配設等その構造が複雑となり、加え
て、シール部材の経時劣化等で油漏れが生じるといった
問題点も有している。

本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、
その目的とするところは、摺動台の摺動抵抗を増加させ
ることにより、軌道台軸方向についても所定の剛性を付
与することができ、且つ、簡易な構造の直線摺動用ベア
リングを提供することにある。

また、本発明の他の目的は、軌道台軸方向の剛性を必要
に応じて付与し、また、その大きさを調整することがで
きる直線摺動用ベアリングを提供することにある。

さらに、本発明の他の目的は、工作機械等の機械装置に
採用して精度の高い加工を可能とする直線摺動用ベアリ
ングを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の直線摺動用ベアリ
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、ベッドあるいはテーブル等の
固定部上に配設される軌道台と、上記転走面に相対面す
る負荷転走面を含む転動体の無限軌道を備え、上記軌道
台に沿って固定部上を移動可能な摺動台と、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、上記
摺動台は、軌道台表面に当接し、且つ、電流の通電によ
りこれに吸着するマグネット部材を有していることを特
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摺動
可能であるならば、形状及び構造等を適宜選択して差支
えなく、上記無限軌道としてもその条件や負荷転走面の
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
応じて適宜設計変更して差支えない。

又、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
い。

更に、上記マグネット部材としては、電流の通電により
磁場を形成し、軌道台に対して磁力を作用してこれに吸
着し圧接するものであれば良く、摺動台が必要とする最
大摺動抵抗に応じてその吸着力を適宜設定して差支えな
い。但し、摺動台の一連の動作の中で大きさの異なる複
数の摺動抵抗を任意に付与して使用することを考慮した
場合、上記マグネット部材は通電する電流値によりその
吸着力、すなわち軌道台への圧接力を可変とできるもの
が好ましい。

又、上記マグネット部材の摺動台への配設態様として
は、その吸着面が常に軌道台表面と当接した状態にあれ
ばその配設部位を適宜設計変更して差支えないが、マグ
ネット部材に通電していない状態における摺動台の摺動
抵抗を軽減して動力損失を最小限に抑えるという観点か
らすれば、軌道台表面とマグネット部材吸着面との間に
生じる面圧が極僅かな値となるようにマグネット部材を
配設することが必要である。

尚、上記マグネット部材は常に軌道台と接しているの
で、電流の通電を行わない状態においても両部材間の摩
擦力から摺動台の摺動抵抗が増加し、動力損失が生じる
こととなる。それ故、軌道台と接するマグネット部材の
吸着面には、合成樹脂等の低摩擦係数を有するシート状
物を配設し、電流通電時以外の時の摺動抵抗の軽減を図
ることが好ましい。但し、上記シート状物を配設した場
合は、通電時においても軌道台とマグネット部材との間
に作用する摩擦力が減少、すなわち摺動抵抗が減少する
こととなり、シート状物を配設していない場合と同程度
と摺動抵抗を得るためには、マグネット部材の吸着力を
増強する必要が生じる。そのため、上記シート状物を配
設する際には、摺動台に要求される最大摺動抵抗とマグ
ネット部材が発揮し得る最大吸着力とのバランスを考慮
し、適した摩擦係数を有する材質を選択する必要があ
る。

［作用］ マグネット部材に通電をしていない状態では、軌道台表
面とマグネット部材の吸着面との間に生じている面圧は
極僅かな値であり、摺動台は軽い摺動抵抗で軌道台上を
走行する。そして、マグネット部材に通電し軌道台に磁
力を作用させると、マグネット部材が軌道台に吸着する
ので、軌道台表面とマグネット部材吸着面との間に高い
面圧が生じて両部材間に作用する摩擦力は増大する。そ
の結果、摺動台の走行には大きな摺動抵抗が伴うことと
なる。

又、マグネット部材を、通電する電流値を変化させるこ
とにより吸着力が変動する可変タイプのものとすれば、
任意の大きさの摺動抵抗を摺動台に付与可能となる。

［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。

本実施例における直線摺動用ベアリングは、第１図乃至
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本体１と、この摺動台本体１の前後
両端部に取付けられる一対の蓋体３と、上記摺動台本体
１の左右袖部1b下端及び水平部1a下面側に夫々取付けら
れたボール保持器41,42と、機械装置等の固定部５に固
定される軌道台２と、上記摺動台本体１、蓋体３及びボ
ール保持器41,42により形成されたボール無限軌道内を
循環して摺動台１と軌道台２との間で荷重を負荷する多
数のボール６と、上記摺動台本体１の水平部1aに組込ま
れるマグネット部材７とで構成されている。

先ず、上記摺動台本体１は、第１図及び第５図に示すよ
うに、断面略倒Ｃ形状に形成され、その左右袖部1bの内
面側に軸方向に沿ってボール６が転走する上部負荷転走
面及び下部負荷転走面がボール半径よりも大きい曲率半
径で曲面状に形成されている。上記上部負荷転走面は斜
め下方に、下部負荷転走面は斜め上方に向けて夫々水平
より45゜ずつ傾斜して設けられており、摺動台本体１の
軸方向断面に作用する４方向の荷重を均等に負荷可能な
っている。又、左右袖部1bには上部負荷転走面及び下部
負荷転走面に対応した無負荷転走孔13が形成されてい
る。そして、このように形成された摺動台本体１の水平
部1a中央には、円柱状のマグネット部材７が組込まれて
いる。尚、符号15は取付面14にテーブル等の機械器具を
取付ける際に取付けボルトが螺合するボルト取付孔であ
る。

又、上記蓋体３は、剛性を有する硬質合成樹脂により作
成されている。そして、第６図乃至第９図に示すよう
に、その内面側には、上記摺動台本体１の軸方向端部に
この蓋体３を取付けた際に、摺動台本体１に形成された
上部及び下部負荷転走面とこれに対応する無負荷転走孔
13とを夫々連通連結するボール旋回路32が設けられてお
り、負荷転走面あるいは無負荷転走孔13を転走する各ボ
ール６をこのボール旋回路32で方向転換して無負荷転走
孔13あるいは負荷転走面に案内するようになっている。
又、上記ボール旋回路32は、負荷転走面に連続する案内
面34を有する半円形状のＲピース33を蓋体３に形成され
たボール案内溝35に嵌合させることにより形成される。
更に、この蓋体３には六角孔付ボルト31が貫通する貫通
孔36が穿設されており、当該ボルトにより摺動台本体の
前後両端面に取付けられる。

更に、上記ボール保持器41,42は、金属板のプレス成形
や硬質合成樹脂の射出成形等により形成されており、夫
々のボール保持器４を摺動台本体１の袖部1b下端、摺動
台本体１の水平部1a下面にビス（図示せず）で取付ける
ことにより、上部負荷転走面あるいは下部負荷転走面を
転走するボール６が摺動台本体１から脱落するのを防止
している。尚、ボール保持器42の中央部にはマグネット
部材７が貫通する貫通孔が設けられている。

そして、上記蓋体３及びボール保持器４を摺動台本体１
に取付けることにより摺動台Ｂが形成され、上記負荷転
走面、ボール旋回路32及び無負荷転走孔13からなる無限
軌道が４条構成されてボール６を無限循環させることが
可能となっている。

又、上記摺動台本体１に組込まれるマグネット部材７
は、鉄心を兼ねたハウジング71内にコイル72が収容され
た電磁石であり、コイル72に通電する電流値に応じて強
度の異なる磁界を形成し、吸着面に面した磁性体すなわ
ち軌道台２に対して磁力を作用するものである。そし
て、このマグネット部材７は、摺動台Ｂを軌道台２に組
込んだ際に上記吸着面が軌道台２の上面と極僅かな面圧
を生じて当接するよう、正確に位置決めされ摺動台本体
１に組付けられている。又、本実施例においては、摺動
台Ｂ走行時における摺動抵抗の軽減化のため、マグネッ
ト部材７の吸着面に当該面より摩擦係数の小さい合成樹
脂製シート73を接着している。尚、符号74は、コイル72
に電流を通電するためのリード線である。

一方、上記軌道台２は、第１図乃至第５図に示すよう
に、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、これら台形状切欠部の下向
き傾斜面には摺動台本体袖部1bの内面側に設けられる下
部負荷転走面12に対応した下部転走面22が設けられる一
方、両肩部切欠部の上向き傾斜面には摺動台本体袖部1b
の上方に設けられた上部負荷転走面11に対応した上部転
走面21が設けられている。

又、本発明において、マグネット部材の配設による効果
を軌道台の軸方向全域で得るためには、マグネット部材
が当接する軌道台表面（本実施例においては軌道台上
面）が略一様な平面でなければならない。それ故、本実
施例においては、固定ボルトを貫通させて軌道台を固定
する方法を採用せず、第５図に示すように、軌道台２の
一方の下部側面に形成された上向き傾斜面25に当接する
固定片26を固定ボルト27で固定部５に固定し、軌道台の
他方の下部側面28を固定部５に形成された基準面29に押
付けて固定する方法を採用している。但し、軌道台２上
面の幅が広くマグネット部材７の摺動領域以外に固定ボ
ルトの貫通孔を設ける余裕がある直線摺動用ベアリング
においては、固定ボルトにより軌道台２を直線固定部５
に固定することも可能である。

このように構成された本実施例の直線摺動用ベアリング
は、軌道台２を上記方法により機械装置等の固定部５に
固定し、この軌道台２の上を走行する摺動台Ｂに種々の
機械器具に載置したテーブルを取付けると共に、コント
ローラ（図示せず）から出力される指令信号に基づいて
任意の大きさの電流を出力するドライバ（図示せず）を
マグネット部材７に接続して使用される。

このとき、マグネット部材と軌道台との間に作用する摩
擦力は両部材の当接する圧力に拠ってのみ決定される。
そのため、マグネット部材に電流が通電されていない状
態においては、マグネット部材の吸着面と軌道台の上面
との間に生じている面圧が極僅かなことから上記両部材
間に生じている摩擦力が小さく、摺動台は僅かな摺動抵
抗で軌道台上を摺動する。又、マグネット部材に電流が
通電されている状態においては、マグネット部材が軌道
台に吸着するので当該吸着力に応じた大きな面圧が上記
両部材間に生じることとなり、作用する摩擦力が増大す
るので摺動台には大きな摺動抵抗が作用する。

従って、本実施例の直線摺動用ベアリングにおいては、
マグネット部材に通電する電流値を変化させることによ
り、軌道台上の必要とする場所で摺動台に任意の摺動抵
抗が付与され、直線摺動用ベアリングに対し軌道台軸方
向に関する所定の剛性を与えることができるものであ
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摺動用ベアリ
ングによれば、摺動台が軌道台上を摺動する際の摺動抵
抗を任意に増加させることが可能なので、軌道台軸方向
の剛性を任意に直線摺動用ベアリングに与えることがで
きる。

又、電流の通電により軌道台に吸着するマグネット部材
を摺動台に組付けるという簡易な構成に基づき上記効果
を達成可能であり、低コスト化及び生産効率の向上を図
ることができる。

更に、通電する電流値により吸着力を変動することが可
能な吸着可変タイプのマグネット部材を用いることによ
り、軌道台軸方向の剛性値を任意に調整可能な直線摺動
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摺動用ベアリングの第１実
施例の概略を示す切欠斜視図、第２図乃至第４図は第１
実施例に係る直線摺動用ベアリングを示す正面図、側面
図及び平面図、第５図は第一実施例に係る直線摺動用ベ
アリングの固定状態を示す断面図、第６図は第一実施例
に係る蓋体を示す正面図、第７図は第６図のＩ−Ｉ断面
図、第８図は第７図のII−II断面図、第９図は蓋体に嵌
挿されるＲピースを示す斜視図、第10図及び第11図は夫
々バネ部材を利用した従来の直線摺動用ベアリングを示
す正面断面図、第12図は油圧を利用した従来の直線摺動
用ベアリングを示す正面断面図である。 ［符号説明］ 1：摺動台本体、 2：軌道台 3：蓋体、 5：固定部 6：ボール、 7：マグネット部材 41,42：ボール保持器 B：摺動台

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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、ベッドあるいはテーブル
   等の固定部上に配設される軌道台と、上記転走面に相対
   面する負荷転走面を含む転動体の無限軌道を備え、上記
   軌道台に沿って固定部上を移動可能な摺動台と、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、軌道台
   表面に当接し、且つ、電流の通電によりこれに吸着する
   マグネット部材を有していることを特徴とする直線摺動
   用ベアリング。
2. 【請求項２】軌道台と当接するマグネット部材の吸着面
   に摩擦係数の小さいシート状物を設けたことを特徴とす
   る請求項１記載の直線摺動用ベアリング。
3. 【請求項３】マグネット部材は、通電する電流値を変化
   させることにより吸着力を自在に調整可能であることを
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の直線摺動用ベア
   リング。