JPS6347516A - 転動体による摩擦低減方法とその実施に使用する連接配列転動体 - 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】 この発明は、固定（Ｉ！１懺素と可動側機素との対偶の
間に球またはコロより成る転動体による摩擦低減方法と
その実施に使用するＢ凛低減手段としての転動体の改良
に間するものである。　　その実施に使用する摩擦低減
手段の具体的範囲として、回り対偶をなす軸受の内輪と
外輪、ネジ対偶をなすネジの雄ネジと雅ネジおよび滑り
対偶をなす直線運動用軸受のレールと滑子を含み、それ
ぞれの固定側機素に設けた固定側軌道溝と可動側機素に
設けた可動側軌道溝との間に配列する球またはコロより
成る転動体による摩擦低減方法とその実施に使用する摩
擦低減手段に間するものである。　　さらに具体的な技
術範囲として、固定側軌道溝と可動側軌道溝とに相当す
ものはそれぞれ、軸受においては内輪軌道溝と外輪軌道
溝であり、ボールネジにおいては雄ネジ軌道溝と雌ネジ
軌道溝であり、また直線運動用軸においてはレール側軌
道溝と滑子側軌道溝であって、それぞれの軌道溝の間に
沿って鋼球またはコロよりなる上記の転動体を隙間なく
連接配列し、雌ネジ側の軌道溝または滑子ＩＩ！＋＋の
軌道溝においてはそれぞれの軌道溝の両端付近に開口連
通したポールチューブを通して鋼球を循環するようにな
したものについて、この発明を適用するものである。

従来の転動体による摩擦低減方法において、固定側機素
と可動側機素との対偶が回り対偶をなす軸受の具体的な
例として、一般の転がり軸受の内輪と外輪の間に転動体
を保持器に収容して配設したものは、隣接する転動体が
直接接触することはなく内輪・転動体及び外輪はそれぞ
れほぼ転がり接触をなすが、転動体と保持器とは摺動接
触をなしその接触部位が不定であって不安定な接触をな
しているため摺動摩擦動力損失および摩擦音を生ずる原
因となり、また保持器を用いないで転動体を連接配列し
た総球形と呼ぶ転がり軸受においては隣接する転動体は
内外輪軌道に転がり接触し、それぞれラジアル軸受荷重
を分担支承しつつ互いに直接接触していて同一方向に自
転するので、隣接する転動体相互の接触位は互いに逆方
向に摺動することとなり摺動Ｒ擦動力損失およびｒＲ擦
擦合大きく、隣接する転動体相互のの自転を阻害して不
安定状態となし、そのため内外輪軌ｉｎ満回りの転動体
の公転も阻害されて不安定状態となって転がり摩擦動力
損失およびＲ擦合も亦大きくなると云う欠点がある。　
　なお固定側機素と可動側機素との対偶がネジ対偶をな
すネジの具体的な例として上記ボールネジがあり、また
固定側機素と可動側機素との対偶が滑り対偶をなすもの
の具体的な例として上記直線運動用軸受があって、それ
ぞれ固定側軌道溝と可動側軌道溝との間に多数の転動体
を隙間なく連接配列したものにおいても上記転がり軸受
の場合と同様に、隣接する転動体がそれぞれ部位よりの
荷重を分担支承しつつ同一方向に自転すると隣接する転
動体相互の接触位は互いに逆方向に摺動することとなり
Ｉ（１動摩擦動力損失および摩擦音が大きく、隣接する
転動体相互の自転を阻害して不安定状態となし、そのた
めボールネジのネジ軌道溝または直線運動用軸受の軌道
溝に沿う転動体の移転も阻害されて不安定状態となって
転がり摩擦動力損失およびｑ擦合も亦大きくなると云う
欠点がある。

この発明の目的は、上記のような従来の転がり軸受、ボ
ールネジおよび直線運動軸受を含み、それぞれ固定側機
素と可動側機素との対偶における固定側軌道溝と可動側
軌道溝との間に多数の転動体を配列したことよりなる摩
擦低減方法において、固定側軌道溝と可動側軌道溝との
間において外債よりの荷重を分担支承する転動体の自転
を円滑且つ安定状態に維持して固定側軌道溝および可動
側軌道溝と転動体との間の転がり摩擦動力損失ならびに
摩擦音を軽減し、且つｔｌＩｌ機成機素間動接触値の数
を最少にとどめるとともに同摺動接触位への荷重分担を
排除し、摺動摩擦動力損失および摩擦音を低減するため
に改良した転動体による摩擦低減方法とその実施に使用
する摩擦低減手段として連接配列転動体を改良して従来
の転動体による摩擦低減方法における上記の欠点を除去
することことを目的とする。

この発明は固定側機素と可動側機素との対偶において、
固定側機素に設けた固定側軌道溝と可動（１１１６素に
設けた可動側軌道溝との開に多数の転動体と該転動体よ
り小径となした中間転動体とを交互に配列することより
成り、同対偶間の荷重を中間転動体に分担することなく
固定側と可動側の両軌道溝の間において転がり接触をな
して自転する転動体によりそれぞれ分担支承し、隣接す
る転動体と中間転動体とを転がり接触して該中間転動体
を遊転し、隣接する転動体の自転を助長して転がり摩擦
力を小さくなし、固定側と可動側の両軌道溝の何れかと
中間転動体との摺動接触値におけろ上記荷重の分担を排
除して摺動摩擦力を小さくなすことを特徴とする転動体
による摩擦低減方法に係るものであって、上記固定側機
素と可動側機素　　　゛との対偶が回り対偶をなす軸受
の内輪と外輪とにそれぞれ設けた内輪軌道溝と外輪軌道
溝との間に多数の転動体と該転動体より小径となした中
間転動体とを交互に配列して成る上記転動体による摩擦
低減方法の実施に使用する連接配列転動体と、。

上記固定側機素と可動側機素との対偶がネジ対偶をなす
ボールネジの雄ネジと雌ネジとにそれぞれ設けた雄ネジ
軌道溝と雌ネジ軌道溝との間に多数の転動体と該転動体
より小径となした中間転動体とを交互に配列して成る上
記転動体による摩擦低減方法の実施に使用する連接配列
転動体と、上記固定側機素と可動側機素との対偶が滑り
対偶をなす直線運動用軸受のレールと滑子とにそれぞれ
設けたレール側軌道溝と滑子側軌道溝との間に多数の転
動体と該転動体より小径となした中間転動体を交互に配
列して成る上記転動体による摩擦低減方法の実施に使用
する連接配列転動体ならびに上記固定側軌道溝と可動側
軌道溝との間に多数の転動体と該転動体より小径且つ中
空状となした中空状中間転動体とを交互に配列して成る
上記転動体による摩擦低減方法の実施に使用する連接配
列転動体に係るものである。

この発明転動体摩１察低減方法を図面について説明する
と、第１図および第２図において、（＋）は固定側機素
、（ｌａ）は固定側軌道溝、（２）は可動側機素、（２
ａ）は可動側軌道溝、（３）、（３）、、、、は多数の
転動体であって固定側軌道溝（１ａ）と可動側軌道溝（
２ａ）との間にそれぞれ転がり接触して配列し、（４）
、（４）、、、、は多数の中間転動体であって、転動体
（３）より小径となし、同転動体と交互に配列すること
より成るものである。

この発明は、このような構成により、可動側機ｂ 素が固定側機素に対し、（４＝ｈ）矢印の方向へ運動す
るとき、転動体（３）は固定側軌道溝（１ａ）と可動側
軌道溝（２ａ）との間に挟まれて固定側１ａ素と可動側
機素とにかかる垂直荷重を（Ｐ）、（Ｐ）、、、、矢印
に示すように分担支承し、両軌道溝に転がり接触して（
３ａ）矢印の方向へ自転しつつ両軌道満開を移動し、両
軌道溝間隔は転動体の直径により支持されるため、中間
転動体（４）と両軌道との間に隙間（ｃ）を生じ、該中
間転動体は上記垂直荷重を分担支承することなく隣接す
る転動体との接触位において円滑に転がり接触をなして
　（４ａ）矢印の方向へ遊転し、隣接する転動体の自転
を助長して円滑且つ安定状態に維持し、転動体の間隔を
保持する機能があり、従って転動体の両軌道溝間におけ
る移動ならびに固定側機素と可動側機素との相互の運動
を円滑且つ安定状態に維持して転がり摩擦力ならびに摩
擦音を小さくする作用があり、中間転動体は上記のよう
に垂直荷重を分担支承することなく円滑に遊転しつつ両
軌道溝の何れかに情動接触するが、その接触位（４ｂ）
は１箇所だけで安定し、また同荷重の分担を排除したこ
とと同接触位における動摩擦係数が小さいこととに上り
摺動摩擦力ならびに摩擦音を小さくする作用を呈する転
動体による摩擦低減方法である。

この発明の実施に使用するｒＪ擦低減手段としての第１
の実施例を図面につき説明すると、（１）は軸受の内輪
であって内輪を固定して使用する場合は固定側機素、ま
た外輪を固定して使用す゛る場合は可動側機素てあり、
（Ｉａ）は内輪軌道溝、（２）は外輪であって外輪を固
定して使用する場合は固定側機素、また内輪を固定して
使用する場合は可動側機素であり、　（２ａ）は外輪軌
道溝、（３）、（３）、、。

、は鋼球よりなる多数の転動体であって内輪軌道溝（１
ａ）と外輪軌道溝（２ａ）との間にそれぞれ転がり接触
して配列し、（４）、（４）、、、、は多数の中間転動
体であって、転動体（３）より小径となし、同転動体と
交互に配列して構成される。

このような第１の実施例は上記の構成により、内輪が外
輪に対しく１ｂ）矢印の方向へ回転するとき、鋼球より
なる転動体（３）は内輪軌道溝（ｌａ）と外輪軌道溝（
２ａ）との間に挟まれて軸受のラジアル荷重を分担支承
し、両軌道溝に転がり接触して（３ａ）矢印の方向へ自
転しつつ両軌道溝間を公転し、両軌道溝間隔は転動体の
直径により支持されろため、中間転動体（４）と両軌道
との間に隙間（ｃ）を生じ、同中間転動体はラジアル軸
受荷重を受けることなく隣接する転動体との接触位にお
いて円滑□に転がり接触をなして（４ａ）矢印の方向へ
遊転し、隣接する転動体の自転を助長して円滑且つ安定
状態に維持し、転動体の間隔を保持する機能があり、従
って転動体の両軌道溝回りの公転ならびに内輪と外輪と
の相互の回転運動を円滑且つ安定状態に維持して転がり
摩擦動力損失ならびに摩擦音を小さくする作用があり、
中間転動体は上記のようにラジアル軸受荷重を分担支承
することなく円滑に遊転しつつ内外輪軌道溝の何れかに
摺動接触するが、その接触位（４ｂ）は１箇所だけで安
定し、また接触位は同荷重の分担を排除したことと同接
触位における動摩擦係数が小さいこととにより摺動摩擦
動力損失ならびに摩擦音を小さくする作用がある。

この発明の実施に使用する摩擦低減手段としての第２の
実施例を図面について説明すると、第５図において、（
５）は雄ネジであって、雄ネジを固定して使用する場合
は固定側機素、可動側に使用するときは可動機素であり
、（５ａ）は雄ネジに設けた雄ネジ軌道溝、（６）は雌
ネジであって、雌ネジを固定して使用する場合は固定機
素、可動側に使用する場合は可動機素であって、（６ａ
）は雌ネジに設けた雌ネジ軌道溝、（７）は雌ネジ側の
ネジ軌道溝両端付近に開口連通したポールチューブであ
って、雌雄両ネジ軌道溝の間およびポールチューブに沿
って鋼球よりなる転動体（３）および該転動体より小径
となした中間転動体（４）を交互に連接配列して構成し
、雌雄両ネジ軌道溝間とポールデユープとを通じて転動
体を転勤循環するようになしたポールネジにおける連接
配列転動体の構成を示すものである。

このような第２の実施例の構成によれば、雄ネジと雌ネ
ジとの相互の回転運動により転動体（３）は雄ネジ軌道
溝（５ａ）と雌ネジ軌道溝（６ａ）との間に挟まれて外
債よりのラジアル荷重転を分担支承し、両ネジ軌道溝と
転がり接触して自転しつつ同ネジ軌道溝間を公転し、両
ネジ軌道溝間隔が転動体の直径により支持されろため、
中間転動体（４）は両ネジ軌道溝との間に隙間を生じ、
同中間転動体はラジアル荷重を分担支承することなく隣
接する転動体との接触位において転がり接触をなして円
滑に遊転し、隣接する転動体の自転を助長して円滑且つ
安定状態に維持し、転動体の間隔を保持する機能があり
、従って転動体の両軌道溝回りの公転ならびに雄ネジと
雌ネジとの相互の回転運動を円滑且つ安定状態ここ維持
して転がり摩擦動力損失ならびに摩擦音を小さくする作
用があり、中間転動体は上記のようにラジアル荷重を分
担支承することなく円滑に遊転しつつ両ネジ軌道溝の何
れかに摺動接触するが、その接触位は１箇所だけて安定
し、また接触位が上記のように同荷重の分担を排除した
ことと同接触位における動摩擦係数が小さいこととによ
り摺動摩擦動力損失ならびに摩擦音を小さくずろ作用が
ある。

この発明の実旋に１吏用する摩擦１氏減手段としての第
３の実施１クリを図面について説明すると、第６図にお
いて、（８）は直線運動用軸受のレールで５−〕で、レ
ールを固定して使用する場合は固定ｌ１ｌｌＩ筬ｒ、可
動側に使用するときは可動機素であり、（旨し）；まレ
ール側軌道溝、（９）は滑子てあって、滑子を固定して
使用する場合は固定側は素、可動側に防用するときは可
動機素であり、（９ａ）は滑子ｌ１ｌｌＩ軌道講、（７
）は滑子側軌道溝の両端付近に開口連通したポールチュ
ーブであって、円軌道溝の間およびポールチューブに沿
って鋼球よりなる転動体（３）および転動体より小径と
なした中間転動体（４）を交互に連接配列して構成し、
円軌道溝の間およびポールチューブとを通して転動体を
転勤循環するようになした直線運動用軸受におけろ連接
配列転動体の構成を示すものである。

このような第３の実施例の構成によれば、レールと滑子
との相互の直線運動に際し、転動体（３）はレール側軌
道溝（８ａ）と滑子側軌道溝（９ａ）との間に挟まれて
滑子上の垂直荷重を分担支承し、円軌道溝と転がり接触
して自転しつつ同軌道溝間を移動し、両軌道溝間隔が転
動体の直径により支持されるため、中間転動体（４）は
円軌道溝との間に隙間を生じ、同中間転動体は上記垂直
荷重を分担支承することなく隣接する転動体との接触位
において転がり接触をなして円滑に遊転し、隣接する転
動体の自転を助長して円滑且つ安定状態に維持し、転動
体の間隔を保持する機能があり、従って転動体の同軌道
溝間における移動ならびにレールと滑子とのｔ０互の直
線運動を円滑且つ安定状態に維持して転がり摩擦動力損
失ならびに摩擦音を小さくする作用があり、中間転動体
は上記のように垂直荷重を分担支承することなく円滑に
遊転しつつ両輪軌道溝の何れかに摺動接触するが、その
接触位は１箇所だけで安定し、また同垂直荷重の分担を
排除したことと同接触位における動摩擦係数が小さいこ
ととにより摺動摩擦動力損失ならびに摩擦音を小さくす
る作用がある。

この発明の実施に使用するＦＪ凛低減手段としての第４
の実施例を図面について説明すると、第６図において、
（１）は内輪、（２）は外輪、（Ｉａ）は内輪軌道溝、
（２ａ）は外輪軌道溝、（３）、（３）、、、、は多数
の転動体、（４Ｃ）は上記転動体より小径且つ中空状と
なした中空状中間転動体をそれぞれ示すものであって、
内輪と外輪との同軌道溝間に多数の転動体、と上記の中
空状中間転動体とを交互に配列して構成される。

このような第４の実施例の構成によれは、中間転動体を
中空状となして重量を軽減したことにより中空状中間転
動体が遊転しつつ上記同軌道溝間を移動する際の慣性力
と転がり摩擦動力損失を小とし、また中空状中間転動体
と上記円軌道溝との阿れか１箇所の提動接触位（４ｈ　
）におけろ中空状中間転動体自重によるｒｄ動摩擦動力
損失ならびに摩擦音を上記実施例よりさらに小さくする
作用をなすものであり、これと同じ作用を得るため、中
間転動体または中空状中間転動体の構成材マ゛■として
、比重が小さく、摩擦係数が小さく且つ耐摩耗性に富む
合成樹脂・セラミックスならびに焼結合金を使用するこ
とができろ。

このようなこの発明およびこの発明の実施に使用する摩
擦低減手段の（Ｘ成と作用とにより、上記の転がり軸受
、ボールネジおよび直線運動軸受を含み、固定側機素と
可動ｇＩＩＩ機素との対偶において、固定側機素に設け
た固定側軌道溝と可動側（僧素に設けた可動側軌道溝と
の間に多数の転動体と該転動体より小径の中間転動体を
交互に配列して成る連接配列転動体の、固定−り機素と
可動側機素とのス］偶にかかる外債よりの荷重を分担支
承する転動体に隣接し、上記の荷重を分担支承しない中
間転動体が転がり接触して円滑に遊転し、隣接する転動
体の自転を助長するとともにその自転を円滑且つ安定状
態に維持し、従って、転動体の両軌道満間における移動
ならびに固定側機素と可動側機素との対偶相互の運動が
円滑且つ安定状態に維持されて転がり摩擦動力損失なら
びに摩擦音が小さくなる効果があり、中間転動体は上記
の固定側機素と可動側機素との対偶にかかる外債よりの
荷重を分担支承することなく円滑に遊転しつつ固定側軌
道溝と可動側軌道溝の何れかにｒ１動接触するが、その
接触位は１箇所だけで安定し、また同接触位には上記の
荷重の分担を排除したことと同接触４αにおける動ｌ！
Ｊ擦係数が小さいこととにより、１ｕ動摩擦動力損失な
らびに摩擦音が小さくなる効果があり、さらにこれらの
効果により、摩擦低減手段の耐摩耗性が向上するととも
に寿命延長の効果が得られ、前記の目的を達することが
できろ。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明転動体による摩擦低減方法の構成と機
能とを示す要部断面図、第２図は第１図Ａ−Ａ線に沿っ
て切断した断面詳細図、第３図はこの発明の実施に使用
する摩擦低減手段としての軸受における実施例を示す外
観平面図、第４図は第３図Ｂ−Ｂ線に沿って切ｍｌした
断面図、第５図は第４図Ｄ−Ｄ線に沿って切断した断面
詳細図、第６図は第４図Ｄ−Ｄ線に沿って切断した他の
実施例における断面詳細図、第７図はこの発明の実施に
使用する摩擦低減手段としてのボールネジにおける実施
例を示す要部の断面図、第８図はこの発明の実施に使用
する摩擦低減手段としての直線運動用軸受における実施
例を示す要部の断面図をそれぞれ示し、主要な符号はそ
れぞれつぎに示す通りであって、同一符号は同一形状部
分または同一機能部分を示す。 （１）・・・・・内輪 （ｌａ）・・・・・内輪軌道溝 （２）・・・・・外輪 （２ａ）争・・・・外輪軌道溝 （３）・・・・・転動体 （４）・・・・・中間転動体 （４ｃ）・・・・・中空状中間転動体 （５）・・φ・・雄ネジ （５ａ）・・・・・雄ネジ軌道溝 （６）・・・・・雌ネジ （６ａ）・・・・・雌ネジ軌道溝 （７）φ・・１１φボールチユーブ （８）・・・・争レール （８ａ）・・・・・レール側軌道溝 （９）・・・・・滑子 （９ａ）・・・・・滑子側軌道溝 図面 第　　１　　図 第　　２　　図 第３　ｒ２１ Ｄ 第４図 第　　６　図 第７図 第８図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）固定側機素と可動側機素との対偶において、固定
   側機素に設けた固定側軌道溝と可動側機素に設けた可動
   側軌道溝との間に多数の転動体と該転動体より小径とな
   した中間転動体とを交互に配列することより成り、同対
   偶間の荷重を中間転動体に分担することなく固定側と可
   動側の両軌道溝の間において転がり接触をなして自転す
   る転動体により分担支承し、隣接する転動体と中間転動
   体とをそれぞれ転がり接触して該中間転動体を遊転し、
   同転動体の自転を助長して転がり摩擦力を小さくなし、
   固定側と可動側の両軌道溝の何れかと中間転動体との摺
   動接触位における上記荷重の分担を排除して摺動摩擦力
   を小さくなすことを特徴とする転動体による摩擦低減方
   法
2. （２）上記固定側機素と可動側機素との対偶が回り対偶
   をなす軸受の内輪と外輪とにそれぞれ設けた内輪軌道溝
   と外輪軌道溝との間に多数の転動体と該転動体より小径
   となした中間転動体とを交互に配列して成る特許請求範
   囲第（１）項記載の転動体による摩擦低減方法の実施に
   使用する連接配列転動体
3. （３）上記固定側機素と可動側機素との対偶がネジ対偶
   をなすボールネジの雄ネジと雌ネジとにそれぞれ設けた
   雄ネジ軌道溝と雌ネジ軌道溝との間に多数の転動体と該
   転動体より小径となした中間転動体とを交互に配列して
   成る特許請求範囲第（１）項記載の転動体による摩擦低
   減方法の実施に使用する連接配列転動体
4. （４）上記固定側機素と可動側機素との対偶が滑り対偶
   をなす直線運動用軸受のレールと滑子とにそれぞれ設け
   たレール側軌道溝と滑子側軌道溝との間に多数の転動体
   と該転動体より小径となした中間転動体とを交互に配列
   して成る特許請求範囲第（１）項記載の転動体による摩
   擦低減方法の実施に使用する連接配列転動体
5. （５）上記固定側軌道溝と可動側軌道溝との間に多数の
   転動体と該転動体より小径且つ中空状となした中空状中
   間転動体とを交互に配列して成る特許請求範囲第（１）
   項記載の転動体による摩擦低減方法の実施に使用する連
   接配列転動体