JPS58621A - 直動案内 - 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】 厳近各槓の切削用工作機械、ロボット等の各柚模械類に
おいて、小型電算機を用いた自動制御方式の普及と相ま
って高性能直動案内への要請が高まっている。本発明は
往復動移動台を支持する軸受と、骸軸受を案内する軸と
の間に。

循環転勤する多数の球を介在させて荷重を支持する高性
能直動案内を実現することを目的としている。すなわち
この１！ＩＩＩＩＩＩＩＪ案内の従来品では。

構造、および構成部品の形状が複雑でらり、直動案内精
度、並びに作動時に必要とされる耐荷重性、靜・動剛性
等の＃１特性に対する合理的な配慮が不充分である。

本発明では２Ｉｌ動案内の精ＦＬ１に：左右する軸受と
案内用軸の加工精度の向上に着目し、これらの＊ｉ部品
をｎ＠加工方法に適応し易い直方体と円筒面を基調とす
る単純な形状とすると共Ｋ。

機械類への適用を容易にするために耐荷重性。

剛性等の特性を保ちながら熱体的な小型化をはかシ、更
に工作機械における重切削、おるいは断続切削時のテー
ブル駆動等で軸受に変動荷重が作用する際の動剛性の向
上に着目し、これに必要な予荷重の設定を容易に２しか
も合理的に行いうろことに王ｌｌがおかれている。

上記の方針に従っ九本発明直動案内の構成は添付第１図
と、　１１ｇ２因の実施例軸方向の正面図と側面図にお
いて、１は移動台を支持し、案内用軸との間に直動球軸
受を構成した架台本体。

２は架台本体と案内用軸との間で少墳転勤し。

荷重を支持する球、３は架台本体内に球の循環転勤用径
路を形成するための球保持部、４は架台本体内の球保持
部３を架台の軸方向に位置ぎめ固定する友めの側板、５
は側＠４を架台に固定するためのねじ、６は移動台に架
台を固定するためのねじ穴、７はｌＩ！１ｔＬ６に固定
したタストシール、８は案内用軸、９は案内用軸をペー
スに取付ける九めのボルト穴である。図示のように本発
明直動案内は９通常の直動球軸受の外筒と、軸受ハウジ
ングとを一体としり、直方体の中央部に軸方向の穴を有
し、咳穴の軸方向には同一形状の多数の円弧婢を有して
いる簡単な形状より成る架台本体１と、外周面に上記架
台本体内の軸方向の穴に適合するための軸方向に多数の
円弧状凸部と１球の循環転勤用の案内溝を有し、内周面
を案内用軸８との間に僅かの隙間を与えて適応させて成
形した円筒形状の球保持帥３．架台本体の穴の軸方向円
弧溝と琢保持部外周面の儂狽転動用の案内溝とにより形
成された循環径路中の球、＠８との間のダストシールを
内装した架台本体と１球保持部との軸方向位置ぎめ用側
板とより成る架台と、架台に適用した軸方向の直角断面
形状が矩形状を基調とする案内用の軸とより成り、これ
ら本発明の構成部品は、　４０１れも平面と円筒面とを
基本として成形され九簡単な形状より成り、ｆＭ密加工
に必要とされる基準面の設定、構成部品各部の筒精度切
削・他制加工はもとより、架体本体内の穴の軸方向への
円弧溝を１円筒面上に同一形状で等間隔に配置したこと
による。該円弧溝のルスを用いたｎＩ＠冷関鍛造法、並
びに上記穴に過合する球保持部の射出成形法による高精
度成形型の製作等が容易であり、架台の構成については
。

架台内での形成が不可欠とされる軸方向３乃至数列の球
の１１漂径路を、架台本体の軸方向の穴と、案内用軸と
の間の空間に適応させて成形し九球保持部を併用して他
めで効果的に形成し。

従来品に比較し架台に必要とされる機能を削減すること
なく、大きさを総体的に動少して多くの機械類へのこの
ａｍ動案内の適用を簡易なものとすることができる。ま
た直動案内のｎ度を左右する案内用軸の製作においては
、軸方向の直角ｗｔｒ面形状が、上面と両側面との角に
成形される斜面、わるいはべ〜ス取付面に近く成形され
る軸方向の台形溝の成形、並びにこれらの斜面等に成形
される球の転動溝の外は矩形を基―とする単純な形状よ
り成り、上記精密加工時の基準面設定の容易さ蝶もとよ
り、上記の軸方向斜面１台形溝１球の転勤用円弧＃ＩＫ
ついての矩形断面素材からの冷間引抜加工による。焼入
熱処理、研制加工以前の成形加工を容易に行なうことが
できる。

み竹箒３図と第４図は、架台本体１の輪方向正面図と側
面図で１図示のように架台本体には。

周辺に多数の軸方向の円弧＄１０を有し、下向における
開放端１１より成る上記軸方向の穴が成形され、＃穴の
周辺における上記円弧＃１０については、案内用軸８０
周辺に配置する荷１友持範囲の原料の数、および軸方向
の直角断面で左右対称な周辺方向の位置に対応して、穴
の周辺方向に等間隔で、また穴の中心からの半径方向に
は１図示の半極Ｒの円弧上り概辺方向で、上記円弧溝の
数に応じた等分割点に中心を定め。

球２の半径よりも幾分大きい円ＩＡ、より成シ。

これらの同一寸法形状より成る軸方向の円弧溝は、適宜
球保持部３の外周向に成形された球の＃ｉ壌転動用の案
内溝とともに、荷重支持範囲と儂檎のための軸方向の球
の転勤枝路を形成すると共に、残余の円弧溝は球保持部
３の外周Ｌｆｉに成形された軸方向の凸部に適合して、
架台本体への球保持部の庵辺方向位置ぎめに対応する。

ま九上記軸方向の多数の円弧溝の成形は、各々の溝の深
さが均一で浅い九めに加工が容易であり、あらかじめ構
成に接する円筒面よシも適宜内径の小さい下穴の成形後
、外周に成形後の穴の形状と同一のパンチを用いる冷間
プレスによって行うことができ、これをブローチを用い
る切削加工と比較した際、＊近の放電加工によるパンチ
の高ｎ［成形加工の容易さから、より高精度に成形する
ことができ、工具の耐久性についての優位性による加工
費の節減に加え、切師ｊ加工に比べ球の転動ｔｓの加工
表断層の性状等においても好結果を期待することができ
る。ついで図中の１２は架台の穴の軸方向両端部に向か
い円錐形状に傾斜成形した１球の微積転勤のたりに６ｂ
賛とされる逃げ面であ、９．１３は架台の軸方向両端ｓ
Ｋ配装する側板固定用のねじ穴である。

添付第５図と第６図とは球保持部３の軸方向正面図と側
面図で１図中の１４は外周面に架台の軸方向穴の内周面
に成形した軸方向の円弧溝１０に適合するために成形し
丸軸方向の凸部。

’１５は同じく外周面に成形した軸方向長円形状の球の
ｍ＊転勤用の案内溝で、＃１１球力；架台内の円弧溝と
、案内用軸の転動溝との同時接触を保ち軸方向に転動す
る範囲には、軸方の長孔１６が成形されている。１７は
球保持を架台本体の上記軸方向の穴に嵌合した後９球保
持部外周面ρ案内＄１５の軸方向の片側端部から、案内
溝中への球の供給孔でおり。１８は球保持部を射出成形
法により樹脂材料で製作する際の補強用の板金である。

范竹箒７図と第８図とは上記球保持部補強用の板金の軸
方向の正面図と側面図で９図示のように厚さ一定の薄板
金を、案内用軸８の外周面の形状に適応させて成形した
もので、内型支持範囲の原料の位置には、上記球保持部
において説明した軸方向の長穴１６が成形されている。

添付第９図（Ａ）、（Ｂ）は架台の側板５の軸方向正面
図と側面図で、該側板は外周面が円弧状より成り内周面
は案内用軸８の外周面との関に儀かの遊＠を保ち、その
周辺には軸８に対するダストシール７が取付られている
。また１９は架台本体への固定用ボルト穴である。

添付第１０図（Ａ）、ＣＢ）は案内用軸８の軸向正面図
と側面図で０図示のように軸方向の直角断面は矩形状を
基−とし、正面と両側面との角［ｆｌ＋面加が、また両
側面の底面に近く台形状の軸方向の溝２１が成形され、
該各々の斜面と台形溝の片側斜面に球２の軸方向の転動
溝が２２成形され１図中の９は軸の取付ベースにへの固
建用ボルト穴で、軸に対する上記球の転動溝の配置、あ
るいけ機械類における軸の取付ペースの構成によっては
、軸の底面にねじ穴おを成形して、ペースに対する軸の
固定がなされる。

第１１図は本発明＠勘案内の架台を介して直動案内面に
作用する荷重と、該荷重に対する直動案内の耐荷重性、
並びに架台に対する案内用軸の拘束性についての説明図
で１機械類の移動台構成の相違により、直動案内の架台
と案内用軸と関に作用する荷重の大きさと１作用方向が
異る。本発明の直動案内では、構造上の特性から。

・図示の軸方向直角断面について上下方向と左右方向の
、何れの方向からの外力に対しても過圧な耐荷重性を設
定しうろことが％黴である。上記第１図乃至第１１図に
示した実施例では、荷重支持範囲の原動を案内用軸淘辺
の４ケ所に、細心を含む垂直面に対し各々４５°傾斜し
た方向で対称的に配置し、上下方向と左右方向の耐荷重
性が均等になるように構成したものであり、その際軸に
対する荷重支持範囲の原動の転勤溝に対応して架台内に
必要とされる球の転動溝は。

図ボの架台本体内の軸方向に成形した多数の円、Ｐ錦中
の、軸の細心と一致させた穴の細心を含む共通の垂直面
の左右に、軸に成形した転動溝と同じく軸心を含み４５
°傾斜した方向に位置する転勤溝を対応させたもので、
このような軸８の周辺と架台本体の穴の周辺に成形する
球の転動溝相互間の配［Ｆｉ、本発明の直動案内では。

架台本体内の軸方向の穴の大きさ、並ひに上記穴の周辺
と球保持部の外周面に成形する軸方向の多数の円弧溝と
円弧状の凸部との寸法、形状。

並びに溝と凸部の数を一定とし、上記の配置方式のもと
に荷重の作用方向と、その大きさに対応して軸に成形す
る球の転動溝の配置を選択することが可能である。

添付第１２図（Ａ）乃至（Ｆ）は、上記第１１図で説明
した案内用軸の周辺に配置する球の軸方向転動溝成形の
９１施例を示し、これらの実施例からも、軸の左右方向
の負荷容量に対し、上方と下方の各々の方向の負荷容量
の値は、かなりの範囲において選択の可能性が紹められ
るま次回の実施例において左右方向に対称的に原動を配
置して両者の負荷容量を四−にして示したのは、予荷重
の設定に伴なう架台の変形を左右対称に保つことに留意
したことによるもので、直動案内に作用する上記予荷重
を含み外力が作用した際の、左右方向の剛性の均等性を
考慮外に賃いた際には、左右非対称の負荷容量に対応す
るための軸に対する原動の左右非対称配置の実施例も口
〕能である。

添付第１３図（Ａ）、（Ｂ）は本発明直動案内における
予荷重設定方法の説明図で１図（Ａ）では球２と架台本
体１．および軸８とは隙間零で設定され、また各々の相
互間の接厚圧も苓である。

図の（Ｂ）では９図（Ａ）の設厘朱件における球径ｄを
ムｄだけ大きくして示したもので。

その際球２と架台本体、および軸８との間には各々の弾
性域内における変形を生じ、相互間に接触圧を生じて予
荷重の設定がなさ７Ｌる。すなわち本発明直動案内にお
ける予荷重の設定は上Ｂ己球２の直径を選択して適用す
ることにより行すれ、そのためにはこれに伴って、架台
本体。

球、および＄１］Ｋ生じる弾性質形量に７１応して生じ
る球と軸、ならびに架台本体間に生じる接触圧の総和が
、直動案内としての適止な予荷重の紡になることが必要
である。予り１重蓋の設定に必要な同一公称寸法の球に
与えられる寸法の寸法差は約０．０２＋ａ＋根度であり
、このような僅かな弾性変形讐によって、土配予句重と
して必要な琢と架台本体、ならびに軸との接触圧を設定
するためには、これに関与した上記球、架台本体。

および軸の剛性について１％にこれらのうち接触部にお
ける弾性変位の最も大きい架台両側面の剛性の強化をは
かる必要がある。本発明直動案内の架台本体の材料に鋳
鉄に比較し剛性の優れた鋼材が用いられ、また従来の直
動球軸受の外＃に相当する内周聞に軸方向の球の転ｗＪ
牌を成形したスリーブを適用して架台を構成したものと
異り２例えば添付第１図、第２図に示した実施偶におけ
る架台本体の１１１面の寸法、形状の構成において、上
記の方法に従った＠面の変形は選択可能な球径の製作公
差に対応しうるものでおる。また図（Ｂ）において予荷
重の設定に伴って生じる。架台本体の両側面に対称的に
生じる撓み角メの値、及びＫこれに対応して架台と軸の
転勤溝と球との接触点の周辺方向に生じる変位角ｄ′の
値Ｆｉ倒れも０．１度前後の偽かの値であり、予定し穴
子荷重の設定に伴って生じる架台本体の変形、ならびに
転勤溝における球の転勤条件の変化に及ぼす影響は（ａ
Ｊれも直動案内・に必炙とされる鞘匿と性能の変化につ
いて無視することができる。

また本発明直動案内は、上記球径の選択適用による適正
予荷重の設定に関連し、これに必要とされる架台本体と
、軸に成形される球の転動構の加工梢度を高度に確保し
うろことが％黴である。すなわち架台本体の軸方向穴の
周辺に成形する球の転動溝は９前記高棺度のプレス加工
の後、ホーニング仕上により、東に＾祠麓の仕上加工が
容易であｐ、また案内用軸の転動溝に対しては、軸の周
辺における加工時の羞準面を尚精度に定めて、研〜ｊ加
工における隣の成形を。

数＋１ｌｋｉｆｉｌ＋御方式位置ぎめのｕｆ能な研削盛
により。

あるいはセンタ支持方式によるスブシイン研〜」盤等に
よって高精度に成形加工され、史に上記架台本体と軸に
成形された転勤溝について、各々穴と軸の転動溝に関す
る細心よりのＷ倭、又は外接円筒の直径を直接的に、戚
ｒｉ藺率な測定用冶具を併用して＾ｆ＃度に、しかも容
易に１銅して、予屋したｆ荷３１　ａ）設定を行うため
に必要な球の直径の選択を正確に行うときができる。

【図面の簡単な説明】

＃！１図と第２図は本発明直動案内実施例の軸方向の正
面図と側面図、　５１ＩＪ３１５！０と第４図は第１図
と第２図に示した架台本体の軸方向正面図と＠面図、第
５図と第６図は同じく第１図と第２図に示した架台内の
球保持部３の軸方向正面図とＮ面図、第７図と第８図は
第５図、第６図に示した球保持部３を補強するための板
金８の軸方向正面図と９４ｍ図、第９図（Ａ）、（Ｂ）
は架台本体１に固定する側板５の軸方向正面図と側面図
、第１０図（Ａ）、（Ｂ）は案内用軸８の軸方向正面図
とｇｓＩｏ図、第１１図は本発明直動案内の負荷容量の
説明図、第１２図（Ａ）乃至（Ｆ）は本発明直動案内の
案内用軸の周辺に配置する荷重支持範囲の原料の配置計
画図、第１３図（Ａ）（Ｂ）は本発明直動案内における
予荷重の設定方法に対する説明図である。また図中の記
号の各々については １　架台本体 ２、球 ３　球保持部 ４、架台の側板 ５．１１板４の固定ねじ ６、架台本体の移動台への固定用ねじ穴７、　ダストシ
ール ８、案内用軸 ９、軸８固定用ボルト孔 １０　　架台本体内の球の転勤用円弧溝１１、　　架台
本体内の穴の開放端 １２、架台本体内穴の軸方向正面図の逃げ面１３　　側
板４固定用ねじ穴 １４、球保持部３外周面の凸部 １５、＃、保持部外崗向の球の案内溝 １６、案内＄１５中の長穴 １７、案内溝１５中への球の供給孔 １８　　球保持部３補強用板金 １９　　側＆４固定用ボルト穴 ２０、＠８に成形した斜面 ２１　　軸８に成形した台形状溝 ２２、軸８に成形した球の転動溝 ２３．軸８取付用のねじ穴 Ｒ１架台本体１の軸方向穴の中心から穴の周辺の軸方向
に成形する円弧＄１０の円弧の中心せでの距離 ｒ、　円弧１０の半径 べ、　予句重設定に伴う架台本体ｌの軸方向−面の傾き
角 ｄ′　予荷１設定に伴う球と球の転！ＥＦ１１面間の接
触方向の偏り角 特許出願人　須　１）　　稔 ￥７（２）　　　　　　　　￥８図 第９図 （Ａ）　　　　　　　（Ｂ） （Ａ）　　　　　　　（Ｂ） 某１７図 第１２図 （Ａ）　　　　　　　（８’） （Ｃ） （Ｄ）　　　　　　　　（Ｅ） 第１３０ （Ａ）（Ｂ） 手　　続　　補　　ｉＦ　　　　＋ 昭、印ｓ−モｌ／月２ｆ日 特許庁長官　島　１）春　（１，ｌ　　　殴１１１１件
の表示 昭和５６年　特許１１１ＩＣＩ　　第０９４５５１、発
明の名称 直・Ｊｉｔ１案内 ｒ山王をする者 ・（１イ牛とのν１１系　・侍許出イ顛人ｆｉ：所　啼
王県も野市大戸１丁目２３番１１号（県　名、？自　　
　１」１　　　　　　　ゼ□ｒく）ｉ゛−１ ｊ山１１−命＠　Ｊ”）　　’＋３　　イ’ｆ　　　　
４Ｅ　　’ｆｌ］５　６４ｊ−１０１］２　７　Ｆ−１
ン市　ＩＩ　　の　ｔ４　　（４＋ ｊｌｊ　面　　（第　４１ツ１　、　　第　１２　図　
、　　　Ｄ、　　Ｆ〕　　Ｆ）補１ト：の内容 一＋’−１４へ−゛ 算４図 第１２　　図 （Ｄ）（Ｅ） （Ｆ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＋１１　　案内用軸とこれに適応し１機械類の移動台を
   支持して往復動をする架台との間に、循環転動する複数
   の球列を介在させて構成する直動案内において、外周面
   が直方体形状の架台本体ＩＫは、架台の直動方向に架台
   の底面に開口端を成形した円筒形の穴が成形され、紋穴
   には。 一定半径Ｒの円周上の周辺方向に等分割された各々の位
   置を中心とし２球２の半径よりも幾分大きい半径ｒよ構
   成る軸方向の多数の円弧牌妙ζ軸１に成形する球の転動
   溝の周辺方向の位置に適合しうるように成形される。穴
   に挿入される球保持部４の外周面には架台本体の穴に成
   形し九多数の軸方向の円弧隣ＫＮ関なく適合するための
   多数の軸方向凸部と、荷重支持範囲の各球列に対応して
   ９球の循積転動用の軸方向長円形の案内溝が成形され、
   該案内溝中に社荷重を支持した球が架台本体ｌと、軸３
   との同時接触を保ち転動する範囲で、溝底から球保持部
   の内周面に対し軸方向の長孔が成形され０球保持部の内
   鰐面は、軸ｌの軸方向直角断面形状に対応し９軸との間
   に僅少の隙間を予定して多角形状に成形されると共に、
   周辺方向には架台本体への挿入時１本体底面の穴の開口
   端に位置し、軸１との間に僅かの隙間を保ち１周辺方向
   の一定範囲を欠除した開口端が形成されている。また矩
   形を基−とした断面形状より成る軸３には、架台を介し
   て軸に作用する上下、左右方向の句重σ〕大きさに対応
   して、軸の上面、上面と両側面との角、および底面に近
   く両＠面Ｋａ形した台形擲の斜面に適宜３乃至数列９球
   ２の外周σ）円弧よりも幾分大きい円弧より成る軸方向
   の球の転勤用円弧溝が成形される。ついで直動案内の組
   立においては、架台本体１に成形した軸方向の穴の円周
   面にＭ、形した軸方向の多数のＰｌａ溝と。 該円蛛溝と同数球保持部外周向に成形した軸方向の円弧
   状凸部とを適合させて２球保持部を架台本体の穴に挿入
   し、架台本体の穴の上記軸方向の円弧溝と１球保持部外
   周面に成形した軸方向長円形状の球の循環転動用案内溝
   とによシ形成される球のｍｓ径路中に、多数の球を供給
   した後、架台本体の軸方向両端面に側板５を固定し、架
   台本体１に対する球保部４の軸方向の位置ぎりが行われ
   て架台の組立を完了し、ついで＃架台を架台内に構成さ
   れた荷重支持範囲の球列と、軸ＩＫ成形した球の転動溝
   とを適合させて軸に押入し、架台と軸とを組合せ九こと
   を特徴とする直動案内。 偉）　特許請求の範１！（１）記載の直動案内において
   、架台本体ｌの球保持部３を適合させる軸方向の穴周辺
   の多数の軸方向の円弧＃＄１０を、これらの円弧溝成形
   した穴と同一形状のパンチを用い、架台の素材に上記円
   弧溝を成形した穴の内接円径に近似した［！！の円筒形
   状の下穴を成形し次後、上記パンチを用いて冷間ブレス
   加工法によって成形することを！黴とする直動案内。