JPS6244131B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、リニアベアリングユニツトの改良に
係わり、各種工作機械、産業機械のテーブルサイ
ド等の如きスライド面、あるいは搬送装置を支承
しつゝ往復動することができるベアリングケース
にＵ字形状の逃げボール用溝を円筒内腔に形成
し、該内腔に軌道台の軌道溝に対応する軌道溝を
内周面に形成した外筒を平キーを介して嵌合固定
し、ボールを介して前記軌道台が嵌挿されてなる
リニアベアリングユニツトに関する。

一般に使用されているリニアベアリングはボー
ルブツシユングタイプであるため、垂直荷重に対
し支承できるが、モーメント荷重や上向き荷重に
対してはその数分の１しか負荷することができな
い。

そこで、本発明者は上記欠陥を解決すべく、ベ
アリング本体にボール条列を軸方向に左右対設
し、そして該ベアリング本体の端面に該ボール条
列に一致するボールの方向転換用Ｕ字溝を形成し
た側蓋を嵌合固定した保持器付きのリニアベアリ
ングを開発したものである。（特開昭52−72912号
公報参照） ところが、該リニアベアリングはベアリング本
体の長さを変更するとき、保持器も比例して同寸
法に製作せねばならず、多種少量生産の多いこの
種ベアリングのコスト低減を計る上で１つのあい
ろになつている。

また、リニアベアリングは一般的に用途に応じ
て適切なすきまが選定されるとともにプリロード
が与えられている。

ところが諸機械にセツトされた後にプリロード
を与えることはきわめて困難とされている。

また、凹状転動面をもつ鼓形の転動体による無
端循環系がいくつかの部分からなる環状体の回り
に分散状に設けられたリニアモーシヨン用ころが
り軸受が知られる（特開昭54−40951号公報参
照） ところが、該ころがり軸受は環状体の内面に回
帰溝が形成されるとともに支持スリーブが嵌合さ
れ、該支持スリーブの外面は転動体を無負荷状態
で戻すための直線無負荷軌道が形成され、内面は
転動体を支持する直線負荷軌道が形成されている
ため、機械装置などの大型化を考慮する必要のな
い個所に使用するか又はトルクを伴わない単純垂
直荷重に対して有効であるが、小型化を要求する
工作機械、産業機械等には適さない。

しかも、負荷帯域内の鼓形の転動体を支承する
曲面の両端は支持スリーブの内面で受け、中央部
分の曲面は軸の外周曲面で受けるため、転動体の
曲面と一致せしむる曲面を該支持スリーブと軸双
方に形成することは研削加工技術上きわめて難し
く、さらに外スリーブなどに作用する上向き、下
向きの負荷を支承することは無理である。

本発明の目的は、リニアベアリングユニツトか
ら保持器を省略してもベアリング性能の劣化をも
たらすことのないリニアベアリングユニツトすな
わちベアリングケースに逃げボール用溝を形成
し、外筒の内周面に軌道溝を深く形成することに
より、負荷ボールと軌道溝との接触面積を大きく
するとともに上部左右の軌道溝と中心を結ぶこと
によつて形成される角度が直角に形成され、また
該軌道溝にはエツジロード（別称縁部極圧荷重と
もいう。）が作用しない等の他、４条の溝列の負
荷ボールに予圧（別称ブリロードともいう。）を
かけることのできるリニアベアリングユニツトを
提供することにある。

本発明の他の目的は、ベアリングケース内に嵌
合する外筒の内周面に軌道溝を形成すると共にベ
アリングケースの両端面に固定される側蓋（別称
リターンプレートともいう。）には外筒端面に形
成される環状凸部に一致する環状凹溝と外筒の４
条の溝列に一致する半月状のボールの方向転換用
Ｕ字凹部と軌道台側の舌片が形成されているリニ
アベアリングユニツトを提供することにある。

さらに、本発明の他の目的は、ベアリングケー
スが長方形角材に円形の内腔を形成し、該内腔に
同一円周上に所定角度の間隔をもつてＵ字状の逃
げボール用溝を長軸方向に平行に４条形成し、さ
らに外筒の軌道溝の配列（割出し）誤差および軌
道台の軌道溝に誤差が生じた場合でも、保持器を
なくして、そのぶんだけＲ形状の軌道溝を深く形
成することができるので、接触面積が広くなり所
要接触角を保持することができると同時にプリロ
ード（予圧）も容易にかけることのできるリニア
ベアリングユニツトを提供することにある。

以下図面を参照して本発明の好適な実施例を説
明する。

ベアリングケース２００は長方形状の鋼材の略
中央長軸方向に円筒状の内腔２１１と、該内腔２
１１の内周面より半径方向にボールとほゞ同一の
直径を有する断面Ｕ字形状の逃げボール溝２１２
〜２１５が軸方向に４条形成されている。

これら逃げボール溝２１２〜２１５は例えばブ
ローチ作業により同時に溝が加工される。

該逃げボール溝２１２〜２１５の内上部左右の
逃げボール溝２１２，２１３は無負荷ボールがベ
アリングケース２００の中心Ｏを通る水平線Ｘ−
X′に対して45度の位置に配例されるように形成
され、また、下部左右の逃げボール溝２１４，２
１５は無負荷ボールが同じく水平線Ｘ−X′に対
して15度の位置に左右対称に配列されるように形
成されている。

２１６は逃げボール溝２１２，２１３間中央軸
方向に形成されるキー溝である。

２１３〜２３４は外筒２２０の内周面２２１の
長軸方向に形成したＲ形状の負荷ボール用軌道溝
で、該負荷ボール用軌道溝２３１〜２３４はボー
ルと略同一の曲率半径を有し、該軌道溝の上部左
右２３１，２３２が外筒２２０の中心Ｏを通過す
る水平線Ｘ−X′に対して45度の位置に左右対称
に配列され、また、軌道溝の下部左右２３３，２
３４は外筒２２０の中心Ｏを通過する水平線Ｘ−
X′に対して15度の位置に左右対称に配列されて
いる。

１０６，１０７は外筒２２０の両端面に形成さ
れたボールリターン用案内の円環状の凸部で、該
凸部１０６，１０７の外周縁２１３はベアリング
ゲース２００の内周縁２２２と当接する個所に形
成されている。

２２３は外筒２２０の外周面に形成されたキー
溝である。

２２４はベアリングケース２００の軸方向に削
成したスリツトで、該スリツト２２４面に直角を
なすように形成したねじ孔２２５に６角穴付止め
ボルト２２６を螺合する。

次に、１２２，１２３は外筒２２０の前後端面
２３５，２３６に使付ける銅板製の側蓋で、該側
蓋１２２，１２３の内側面には前記外筒２２０の
前後断端面に形成されている円環状の凸部１０
６，１０７に対応する凹部１２９と前記外筒２２
０の負荷ボール用軌道溝２３１〜２３４およびベ
アリングケース２００無負荷の逃げボール用溝２
１２〜２１５に一致すべくボールの方向転換用Ｕ
字凹部１３０〜１３３が一体的に形成されてい
る。

１３４〜１３７は側蓋１２２，１２３に形成さ
れた半月状のボール案内舌片で、これら舌片は方
向転換用Ｕ字凹部１３０〜１３３の下方に形成さ
れており、外筒２２０の軌道溝２３１〜２３４
と、軌道台１３８の軌道溝１３９〜１４２間を走
行する負荷ボール１４３をベアリングケース２０
０の負荷ボールの逃げボール用溝２１２〜２１５
へ案内する所謂直線方向より回転方向へ案内する
ためのものである。

又前記平坦部の所要個所には取付け穴が形成さ
れている。

前記軌道溝１３９〜１４２が形成されている前
記軌道台１３８は、正方形の角材より芯出しを行
い、ベアリングケース２００の中心Ｏに一致せし
むる。

しかるのち、上下平行面１４８，１４９および
左右側平行面１５０，１５１を形成し、これを加
工基準面とし上部左右の軌道溝１３９，１４０は
軌道台１３８の中心Ｏを通る水平線Ｘ−X′に対
して45度の線上で、下部左右の軌道溝１４１，１
４２は同じく水平線Ｘ−X′に対して15度の線上
で左右対称にして、かつ該中心Ｏより所要半径ｒ
のピツチサークルダイア（p.c.d）ａと交叉する
位置よりボールとほゞ同一の曲率半径を有する凹
状の軌道溝１３９〜１４２が形成される。

１６５，１６６は軌道溝１３９，１４１および
１４０，１４２間に形成される傾斜面、１５２は
取付け用の穴である。

１５３〜１５７は側蓋１２２，１２３の内側頂
辺と側辺である。

１５８，１５９はベアリングケース２００の両
端面に側蓋１２２，１２３を固定するためのビス
である。

２２７は座ぐり、２２８はベアリングケースの
リブである。

２２９は止めボルト２２６に螺合する緩み止め
ナツトである。

２３０は平キーである。

該リニアベアリングユニツトを組立てる場合
は、まずベアリングケース２００の一端面２３５
にビス１５８を介して側蓋１２２を取付け、しか
るのち該ベアリングケース２００の内腔２１１に
平キー２３０を嵌合した外筒２２０を嵌挿し、つ
いでに所要長さの軌道台１３８を挿通せしむる。

この状態で、他方の端面２３６の逃げボール用
溝２１２〜２１５と外筒２２０の軌道溝２３１〜
２３４と軌道台側の軌道溝１３９〜１４２間にボ
ール１４３，１４３………を順次充填し、ビス１
５９にて側蓋１２３を取付ける。

以上のように組立てられたリニアベアリングユ
ニツトは負荷ボール用軌道溝をベアリングケース
に直接形成するのに代えて外筒に形成することに
ある。

したがつて、逃げボール用溝をベアリングケー
スの内腔の内周面より半径方向に形成するのにブ
ローチ等加工にてきわめて容易にできる。

前記スリツト２２４はベアリングケース２００
の側壁のリブ２２８に形成された座ぐり２２７に
平行して形成されており、その上限２３７は上下
逃げボール用溝２１２，２１４間に位置し、下限
２３８はベアリングケース２００の底壁２３９を
截割する。

したがつて６角ボルト２２６の前進によつてス
リツト２２４の向つて右側が撓み、負荷ボール用
軌道溝に予圧が付与される。

また、保持器を有しないので、部品が少なくな
りコスト低減に役立つと同時に、リニアベアリン
グの軌道面（軌道溝と同じ）の長さの増減はベア
リング本体の長さを変更するのみでよく、従つ
て、大負荷容量のリニアベアリングユニツトから
小負荷容量のリニアベアリングユニツト迄、多品
種を容易に製作することができる特徴を有する。

また、軌道台は上下、左右の平行面を形成し、
しかるのち４条の軌道溝を形成する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明リニアベアリングユニツトの側
面図、第２図は第１図の正面図、第３図は第２図
Ｂ−Ｂ線断面図、第４図は第３図Ｃ−Ｃ線断面
図、第５図は本発明ベアリングケースの一部断面
側面図、第６図は第５図の正面図、第７図イは外
筒の正面図、第７図ロは外筒の側面図、第８図は
軌道台の断面図である。 ２００：ベアリングケース、２１１：円筒状内
腔、２１２〜２１５：逃げボール用溝、２１６：
キー溝、２３１〜２３４：負荷ボール用軌道溝、
２２４：スリツト、２２５：ねじ孔、２２７：座
ぐり面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下方に開口端を有するベアリングケース２０
   ０の円筒状内腔２１１にボールとほゞ同一の直径
   を有する断面Ｕ字形状の逃げボール用溝２１２〜
   ２１５が軸方向に４条形成されるとともに、該逃
   げボール溝２１２〜２１５の上部左右間軸方向に
   キー溝２１６が形成され、該キー溝２１６にキー
   ２３０を介して嵌合される外筒２２０は該外筒２
   ２０の内周面にボールと略同一の曲率半径を有す
   るＲ形状の負荷ボール用軌道溝が２３１〜２３４
   軸方向に４条形成されてなるベアリングケース２
   ００において、 (A) ベアリングケース２００の端面より軸方向に
   スリツト２２４が逃げボール溝２１４の外側に
   形成されていること。 (B) ベアリングケース２００の端面に形成された
   座ぐり面２２７に交叉して貫通するねじ孔２２
   ５の一端がスリツト２２４内に開口しているこ
   と。 (C) 上部左右の負荷ボール用軌道溝２３１，２３
   ２がベアリングケース２００の中心を通過する
   水平線Ｘ−X′に対して略1/2直角の角度をもつ
   て左右対称に配列されていること。 (D) 下部左右の負荷ボール用軌道溝２３３，２３
   ４がベアリングケース２００の中心を通過する
   水平線Ｘ−X′に対して1/2角度より小さい略15
   度の角度で左右対称に配列されていること。 (E) 該負荷ボール用軌道溝２３１〜２３４の縁部
   に連続して円環状の凸部１０６〜１０７が該外
   筒２２０の両端面に形成されていること。 (F) 前記ベアリングケース２００の端面に固定さ
   れる側蓋１２２，１２３は前記外筒２２０の円
   環状の凸部１０６〜１０７に一致する円環状の
   凹部１２９が形成されていること。 (G) 該円環状の凹部１２９を横切るボールの方向
   転換用Ｕ字凹部１３０〜１３３および該方向転
   換用Ｕ字凹部１３０〜１３３の下方にボール案
   内用舌片１３４〜１３７が一体的に形成されて
   いること。 (H) 前記外筒２２０の負荷ボール用軌道溝２３１
   〜２３４と相対向するＲ形状の軌道溝１３９〜
   １４１を軸方向に４条形成した軌道台１３８が
   ボール１４３を介して前記ベアリングケース２
   ００に嵌挿されてなることを特徴とするリニア
   ベアリングユニツト。