JPS6211212B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は工作機械のテーブルサドルおよびマシ
ニングセンターのスライド面、あるいは重量物を
支承して往復動する搬送用ロボツトのスライド面
等に使用するのに有効な直線摺動ベアリングに関
する。

従来の直線摺動ベアリングにあつては、ベアリ
ングの構成部品たるベアリングレースが板状の平
板で形成されているために、荷重の作用時にねじ
れを生じ易く、その結果ベアリングレース沿いに
転動移行するボールの接触圧が不均一となりがち
で、ボールの円滑な整列循環が不可能となる問題
点があつた。また従来例におけるベアリングレー
スの固定方式にはねじ固定が採用されていること
から、固定個所が多い場合にはその固定操作が煩
雑となる不便があつた。さらにねじによる固定方
式を採用した場合には、ねじの締付け度合いを調
整するのが困難なことから、ベアリングレースの
位置決めを正確に行い得ない問題があつた。

さらにまた従来の直線摺動ベアリングにおいて
は、研削加工によつてベアリング本体に無負荷ボ
ール穴を穿孔していたが、この穴明加工によつて
ベアリング本体の加工個所を直接穿孔する作業は
困難であり、ために加工精度が上がらないばかり
か、加工作業に時間を要してコスト高要因の一つ
となつていた。

そこで本発明は従来技術の斯かる問題点を解決
するためになされたもので、その目的とするとこ
ろは、ベアリングレースを半円形の円弧体で形成
することによつてねじれ抵抗を大幅に向上させ、
ボールの円滑な循環移動を図ることにある。その
他の目的とするところは、側蓋の取付面にベアリ
ングレースの両端を係止せしめるだけでベアリン
グレースの固定を完了し得るようになし、これに
よつてベアリングレースの取付け作業を簡素化す
ると共にその位置決めを正確に行えるようにする
ことにある。さらに他の目的とするところは、ベ
アリング本体の無負荷ボール溝を溝研削によつて
形成し得るようになし、もつてベアリング本体お
よびベアリングユニツト全体の製造コストを低減
させることにある。

以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明す
ると、１はベアリング本体の全体を示すもので、
このベアリング本体１は溝形断面ブロツク体より
なり、その中央下方に略長方形状の中空凹所２を
備えているのと同時に、この中空凹所２を挾んで
その左右にスカート部３，４を有している。

５，６は各スカート部３，４の内側に左右対称
的に設けられた半円形のレース収納溝で、このレ
ース収納溝５，６の両端付近にはボール径を略同
一の曲率を有する無負荷ボール溝７〜１０がベア
リング本体１の全長にわたつて軸方向へ設けられ
ている。而して第２図及び第５図に示されるよう
に、上記の無負荷ボール溝７〜１０は、後記する
軌道台の作用力線Ｘ−Ｘに対して角度30度をなす
基準線Ｙ−Ｙと角度60度で交差する交差線Ｚ上に
位置している。

なお上記構成のベアリング本体１は合成樹脂等
の軽量部材より形成されるが、このように軽量構
造とすることによつて慣性力を小さくできるの
で、高速にて発進、停止を繰り返す必要性が大き
い直線摺動ベアリングに最適である。

１１，１２はベアリング本体１の上記レース収
納溝５，６に取付けられ、半円形の円弧体よりな
る左右一対のベアリングレースで、第２図、第７
図乃至第９図に明示されるように、該ベアリング
レース１１，１２の内周面には、前記ベアリング
本体の無負荷ボール溝７〜１０と対応して軸方向
へ延びる負荷ボール溝１３〜１６が形成されてい
る。而してこの負荷ボール溝１３〜１６は軌道台
１８の作用力線Ｘ−Ｘに対して角度30度をなす基
準線Ｙ−Ｙと角度60度で交差する交差線Ｚ上に対
称配置されている。また上記負荷ボール溝１３〜
１６と負荷ボールB₁との接触角度βが45度にと
られている結果、荷重がかかつた際に負荷ボール
B₁の表面と負荷ボール溝１３〜１６の溝面との
間に生じる弾性変形による接触面積が増すので、
接触面上の各部分が受持つ荷重が少なくてすみ、
負荷能力が増大することになる。

また上記した負荷ボール溝１３〜１６はボール
径の約１／２の曲率半径を有するサーキユラーアーク 溝により構成されており、この負荷ボール溝１３
〜１６をサーキユラーアーク溝によつて形成する
ことにより、プリロード（予備圧縮）をかけた場
合、あるいは各方向の荷重が加わつた状態でも、
各負荷ボールB₁は接触方向に２点接触するた
め、差動すべりを生じることなく、良好なころが
り運動をする。また重加重が負荷してもサーキユ
ラーアーク溝は２点接触のためボールは弾性変形
し、広い接触幅が得られ、剛性が増加する。さら
に４列のサーキユラーアーク溝に適切な接触角を
与えた理想的な配置と２点接触の構造で、ボール
の弾性変形の逃げ場があるため、取付面の狂いが
多少あつても、ベアリング内部で吸収し無理のな
いスムースな運動が得られる。

１８は前記ベアリング本体の中空凹所２内に嵌
挿される軌道台で、ボルト等の固定手段を用いて
工作機械等の可動部または固定部に取付けられ
る。而してこの軌道台は、第２図、第１０図及び
第１１図に示されるように、左右突条１８ａ，１
８ｂの上下端にベアリングレース１１，１２の負
荷ボール溝１３〜１６と対応して軸方向へ延びる
負荷ボール溝１９〜２２を有しており、これ等両
負荷ボール溝１３〜１６，１９〜２２によつて４
条の直線ボール通路が形成されている。また該軌
道台の負荷ボール溝１９〜２２は、ベアリングレ
ース１１，１２の負荷ボール溝１３〜１６と同様
に、ボール径の略１／２の曲率半径を有するサーキユ ラーアーク溝によつて構成されている。さらに当
該軌道台１８の負荷ボール溝１９〜２２も、ベア
リングレース１１，１２の負荷ボール溝１３〜１
６と同様に、負荷ボールB₁と該負荷ボール溝１
９〜２２との接触角度β^１を45度にとつており、
これによつて負荷能力を増大せしめている。

Ｂは前記ベアリングレース１１，１２と軌道台
１８間に介在せしめられて循環移動するボール
で、ベアリングレース１１，１２および軌道台１
８の負荷ボール溝１３〜１６と１９〜２２内を転
動して負荷される負荷ボールB₁、前記ベアリン
グ本体１の無負荷ボール溝７〜１０内を転動する
無負荷ボールB₂を含んでいる。なお負荷ボール
B₁と無負荷ボールB₂の相違は、同一のボールが
負荷領域を転動しているか、または無負荷領域を
転動しているかの差異を示しているにすぎない。

２３，２４はボルト等の固定手段によつて前記
ベアリング本体１の前後端面に被着される側蓋
で、合成樹脂材料またはダイカスト合金を用い
て、射出成形法またはダイカスト鋳造法により製
作される。而して第１２図乃至第１８図により、
上記側蓋２３，２４の構成を一方の側蓋２３につ
いて説明すると、断面略溝形の蓋体よりなる側蓋
２３は、その中央部に略長方形の中空凹所２５を
備えており、また該中空凹所２５を挾んでその左
右にスカート部２６，２７を設けているのと同時
に、該各スカート部の内周端縁に左右対称の凹溝
２８，２９を形成することによつて、前記ベアリ
ング本体１の内周形状と相似する形状となつてい
る。さらに側蓋２３は、蓋体の内面に、蓋体の外
面側へ湾曲状に窪まされたボール方向変換溝３０
a′，３０a″を３０b′，３０b″を有している。該各
ボール方向変換溝３０a′，３０a″と３０b′，３０
b″の配置関係について更に詳述すると、第１４
図に示されるように、軌道台１８の作用力線Ｘ−
Ｘに対して角度30度をなす基準線Ｙ−Ｙと角度60
度で交差する交差線Ｚ上に配置されていて、該交
差線Ｚ沿いに所定の長さで延びている。而して各
ボール方向変換溝３０a′，３０a″，３０b′，３０
b″の始端はベアリングレース１１，１２及び軌
道台１８の負荷ボール溝１３〜１６，１９〜２２
の溝端と対応しており、またその終端はベアリン
グ本体１の無負荷ボール溝７〜１０の溝端と対応
している。

要するに該各ボール方向変換溝３０a′，３０
a″と３０b′，３０b″は、その始端を前記負荷ボー
ル溝１３〜１６，１９〜２２と連通せしめられる
のと同時に、その終端を前記無負荷ボール溝７〜
１０と連通せしめられている。従つてこのボール
方向変換溝を備えた側蓋２３によつて、相互に対
応する関係にある負荷ボール溝１３〜１６，１９
〜２２と無負荷ボール溝７〜１０の前方側が連絡
される。一方負荷ボール溝１３〜１６，１９〜２
２と無負荷ボール溝７〜１０の他方側は、前記し
た一方の側蓋２３と同一の構成を有する他の側蓋
２４によつて連絡すれば、例えば任意の負荷ボー
ル溝１３，１９と任意の無負荷ボール溝７によつ
てボールの循環移動通路が形成されることになる
（第２図参照）。

３１，３２は側蓋２３の同じく内面に設けられ
た半円形のレース保持溝で、軌道台１８の作用力
線Ｘ−Ｘに対して角度30度をなす基準線Ｙ−Ｙ上
にその中央部が配置せしめられており、またその
端部は上記ボール方向変換溝３０a′，３０a″，３
０b′，３０b″を横切つて円周方向へ延びている。
３３，３４は側蓋２３の内面に設けられた略ハツ
ト形状の係止溝で、この係止溝３３，３４はその
山形傾斜部において前記ボール方向変換溝３０
a′，３０a″，３０b′，３０b″の始端を横切るよう
に形成されている。他方の側蓋２４の内面にも同
一の構成を有するレース保持溝３１，３２と係止
溝３３，３４が設けられているものとする。

３５，３６は負荷ボールB₁の転動移行を案内
する一対のリテーナで、帯状鋼板を断面略ハツト
形に折曲げてなり、その山形傾斜面にはボールが
脱落しない程度のスリツト３５ａ，３６ａが形成
されているのと同時に、これ等スリツトの両端に
は舌片３５ｂ，３６ｂが形成されている。これ等
舌片３５ｂ，３６ｂは、負荷ボール溝１３〜１
６，１９〜２２を転動移行してきたボールをすく
い上げた後、これをボール方向変換溝３０a′，３
０a″と３０b′，３０b″，…内へ送り込む作用をな
し、直線方向から回転方向へのボール方向転換を
スムーズに行わせるものである。而してこの一対
のリテーナ３５，３６はその両端部を前記側蓋２
３，２４の係止溝３３，３４，…に係合せしめら
れ、これによつて側蓋２３，２４に固定される。
前述したように、これ等舌片３５ｂ，３６ｂはボ
ールを直線方向から回転方向へ誘導する作用をな
すので、その強度および剛性が非常に重要であ
り、このためリテーナ３５，３６にタフトスライ
ド処理等の熱処理を施すことによつて剛性をもた
せるのが望ましい。

そして、リテーナ３５，３６をベアリング本体
１内に嵌挿し、その両端を側蓋２３，２４で固定
した際、前記スリツト３５ａ，３６ａの中心軸線
と前記負荷ボール溝１３〜１６，１９〜２２の中
心軸線は同一直線上にあるものとする。

以上の構成よりなる本発明の作用について説明
すると、例えばマシニングセンター（図示せず）
の軌道台１８に本発明の直線摺動ベアリングユニ
ツトを組み込み、ベアリング本体１上に所要の機
械器具をセツトした後、ベアリングユニツトを前
進、後退させると、ベアリングレース１１，１２
と軌道台１８の負荷ボール溝１３〜１６と１９〜
２２によつて挾持された状態にある負荷ボール
B₁はリテーナ３５，３６に案内されながら一方
向へ走行する。やがて負荷ボールB₁は、リテー
ナ３５，３６の一方側舌片３５ｂ，３６ｂにより
すくい上げられた後、側蓋２４のボール方向変換
溝３０a′，３０a″と３０b′，３０b″により直線方
向から回転方向へ方向転換され、ベアリング本体
１の無負荷ボール溝７〜１０内に送り込まれ、無
負荷ボールB₂となる。しかる後無負荷ボール溝
７〜１０内を走行した無負荷ボールB₂は反対側
の側蓋２３に形成したボール方向変換溝３０a′，
３０a″と３０b′，３０b″によつて直線方向から回
転方向へ方向転換させられ、再びベアリングレー
ス１１，１２と軌道台１８の負荷ボール溝１３〜
１６，１９〜２２内に回帰し、負荷ボールB₁と
なる。以後同一の動作でもつて整列循環を繰り返
すものである。

第２２図には他の実施例に係る直線摺動ベアリ
ングが示されており、第１図乃至第２１図に示さ
れた直線摺動ベアリングと同一の構成部分につい
ては同一の符号を付して説明すると、この実施例
の直線摺動ベアリングにおいては、軌道台の作用
力線Ｘ−Ｘと一致する基準線Ｙ−Ｙに対して角度
60度をなす交差線Ｚ上にベアリング本体１の無負
荷ボール溝７〜１０と、ベアリングレース１１，
１２及び軌道台１８の負荷ボール溝１３〜１６，
１９〜２２が配置されている点で相違するのみで
あり、その他の構成については同一であるので、
その説明を省略する。

以上の構成および作用よりなる本発明の直線摺
動ベアリングにおいては、負荷ボール溝を備えた
ベアリングレースをベアリング本体と別体に形成
したので、該ボール転走面の研削加工や焼入れ等
の硬化処理が容易となるばかりか、加工精度の向
上や確実な熱硬化処理等を達成できることから、
ボールの長期にわたる円滑な整列循環を保障でき
る。またねじれ抵抗の大きい半円形の円弧体によ
つてベアリングレースを形成しているので、荷重
の作用時においてもベアリングレースにねじれを
生じることがなく、その結果ベアリングレース沿
いに転動移行するボールの接触圧を均一に保持し
得ることから、ボールの円滑な整列循環が可能と
なる。さらに側蓋の取付面にベアリングレースの
両端を係止せしめるだけでベアリングレースの固
定を完了し得ることから、ベアリングレースの取
付け作業が簡単になるばかりでなく、従来のよう
なねじの締付け度合いを調整しなくても、その位
置決めを正確に行い得る。さらにまた本発明は、
ベアリング本体の内周に半円形断面を有する一対
のレース収納溝を設けると共に、各レース収納溝
の円弧両端付近に該収納溝内に開口する半長円形
断面の無負荷ボール溝を設けたので、従来例のよ
うな穴明加工を施さなくとも、穴明加工より加工
が楽な溝研削加工によつて無負荷ボール溝および
レース収納溝の双方を形成でき、その結果穴明加
工において見られるような水平度の誤差等を生じ
ることがなくて加工精度を上げられるばかりでな
く、加工時間を短縮し得てコストの低減を図れる
等種々の効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は
本発明に係る直線摺動ベアリングの正面図、第２
図は一方の側蓋を取除いた状態の直線摺動ベアリ
ングを示す正面図、第３図は軌道台を取除いた状
態の第２図−線縦断側面図、第４図は第２図
−線縦断側面図、第５図はベアリング本体の
正面図、第６図は第５図−線縦断側面図、第
７図は一対のベアリングレースを示す正面図、第
８図は第７図−線側面図、第９図は第７図
−線斜断側面図、第１０図は軌道台の側面図、
第１１図は同正面図、第１２図は側蓋の外面図、
第１３図は第１２図−線縦断面図、第１
４図は側蓋の内面図、第１５図は第１４図−
線縦断端面図、第１６図は第１４図−
線斜断端面図、第１７図は第１４図−
線縦断側面図、第１８図は第１４図−線
斜断端面図、第１９図はリテーナの側面図、第２
０図は同正面図、第２１図は第１９図XI−XI
線横断端面図、第２２図は他の実施例に係る直線
摺動ベアリングの正面図である。 符号説明、１……ベアリング本体、２，２５…
…中空凹所、３，４，２６，２７……スカート
部、５，６……レース収納溝、７，８，９，１０
……無負荷ボール溝、１１，１２……ベアリング
レース、１３，１４，１５，１６，１９，２０，
２１，２２……負荷ボール溝、１８……軌道台、
１８ａ，１８ｂ……突条，２３，２４……側蓋、
２８，２９……凹溝、３０a′，３０a″，３０b′，
３０b″……ボール方向変換溝、３１，３２……
レース保持溝、３３，３４……係止溝、３５，３
６……リテーナ、３５ａ，３６ａ……スリツト、
３５ｂ，３６ｂ……舌片、B₁……負荷ボール、
B₂……無負荷ボール、Ｘ……作用力線、Ｙ……
基準線、Ｚ……交差線、β……接触角度。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 中央凹所を挾んで左右にスカート部を設けた
   溝形断面のブロツク体であつて、ブロツク体の内
   周に半円形断面を有する一対のレース収納溝を設
   けると共に、各レース収納溝の円弧両端付近に該
   収納溝内に開口する半長円形断面の無負荷ボール
   溝を設けたベアリング本体と、 上記ベアリング本体のレース収納溝内に取付け
   られる半円形の円弧体であつて、内面に２条の負
   荷ボール溝を設けた左右一対のベアリングレース
   と、 前記ベアリング本体の中央凹所内に嵌挿され、
   左右突条の上下面に各ベアリングレースの負荷ボ
   ール溝と対応する２条の負荷ボール溝をそれぞれ
   設けてなる軌道台と、 前記ベアリング本体の前後端面に軌道台を跨ぐ
   ように固着される蓋体であつて、ベアリングレー
   ス及び軌道台に形成した負荷ボール溝とベアリン
   グ本体の無負荷ボール溝とを連絡するボール方向
   変換溝と、前記ベアリングレースの両端を支持す
   るレース保持溝とを、それぞれ蓋体内面に設けた
   前後一対の側蓋と、 前記ベアリング本体、ベアリングレース及び軌
   道台に形成される負荷ボール溝と無負荷ボール溝
   内を循環するボールとからなることを特徴とする
   直線摺動ベアリング。 ２ ベアリングレースと軌道台の負荷ボール溝に
   それぞれ対応するスリツトを設け且つ側蓋の内面
   にその両端部を係止せしめられる左右一対のリテ
   ーナを、ベアリングレースと軌道台の間に備えて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の直線摺動ベアリング。 ３ リテーナはそのスリツト端に舌片を備えてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
   直線摺動ベアリング。 ４ ベアリング本体は軽量の合成樹脂で形成され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃
   至第３項のいずれかの項に記載した直線摺動ベア
   リング。 ５ ベアリングレース及び軌道台の対応する負荷
   ボール溝とボールの接触角をほぼ45度付近にとつ
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第
   ４項のいずれかの項に記載した直線摺動ベアリン
   グ。 ６ ベアリングレース及び軌道台の負荷ボール溝
   をサーキユラーアーク溝にて構成したことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれ
   かの項に記載した直線摺動ベアリング。