JPS638328B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、リニアベアリングユニツトの改良に
係わり、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逃げボール用
孔と該ベアリングケースの円筒内腔に直接軌道溝
を形成し、該軌道溝に対応する軌道溝が形成され
た軌道台がボールを介して嵌挿されてなるリニア
ベアリングユニツトに関する。

「従来の技術」 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。

また、雄部材の軸方向外方に略Ｖ溝が形成さ
れ、該Ｖ溝に対応する略Ｖ溝が軸方向内方に形成
された雌部材と、両部材間に丸棒と該丸棒の外周
に摺接するボールブツシユが嵌合されているスラ
イド組立体が知られている。（特公昭45−31202号
公報参照） ところが、該スライド組立体のボールブツシユ
の外側ケーシングが雌部材の溝内に保持され、雌
部材の下側よりプリロードが作用するように形成
されているが、該ボールブツシユのボールは丸棒
の曲面に摺転しているため、上述ボールブツシユ
より垂直荷重も数分の１になり、荷重の比較的小
さい機械などに利用できるが、工作機械などの如
き負荷荷重の大きい分野には利用することができ
ない欠陥を有する。

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
が開発されている。（特開昭55−72912号公報参
照） 「発明が解決しようとする問題点」 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は用途に応
じて適切な隙間が選定されると共にプリロードが
与えられている。

ところが諸機械にセツトされた後プリロードを
与えることは困難とされている。

そこで、保持器を省略してもベアリング性能が
低下することなく、また、諸機械に組込まれたの
ちでも４条の溝列におかる負荷ボールに最適なプ
リロードがかけられることを本発明の技術的課題
とする。

「問題点を解決するための手段」 本発明は上記課題を解決すべく、 (A) ４条の負荷ボール用軌道溝の内、上部左右の
負荷ボール用軌道溝がベアリングケースの中心
を通過する水平線Ｘ−X′に対して上方向略45
度の角度をもつて左右対称に配列されているこ
と。

(B) 下部左右の負荷ボール用軌道溝がベアリング
ケースの中心を通過する水平線Ｘ−X′に対し
て前記上方向略45度の角度より小さい略15度の
角度をもつて左右対称に配列されていること。

(C) 前記ベアリングケースの端面より軸方向にス
リツトが下部逃げボール用孔と下部負荷ボール
用軌道溝間に形成されていること。

(D) 該スリツトに開口する加圧用ねじ孔がベアリ
ングケースの側壁側面より前記スリツト方向直
角に形成されていること。

(E) 前記ベアリングケースの端面に固定される側
蓋には前記円環状の凸部に一致する円環状の凹
部並びに該円環状の凹部を横切る方向転換用Ｕ
字状凹部及び該方向転換用Ｕ字状凹部の下方に
ボール案内用舌片が一体に形成されているこ
と。

(F) 前記ベアリングケースの負荷ボール用軌道溝
と相対向せるＲ形状の軌道溝を軸方向に４条形
成された軌道台がボールを介して前記ベアリン
グケースに嵌挿されていること。

以上(A)．(B)．(C)．(D)．(E)及び(F)の条件を備えた
リニアベアリングユニツトを提供することにあ
る。

「作用」 本発明は、ベアリングケースに逃げボール用孔
を形成し、該ベアリングケースの内周面に軌道溝
を深く形成することにより、負荷ボールと軌道溝
との接触面積が大きくなり、かつ上部左右の軌道
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（別称プリロ
ードともいう。）をかけることができる。

また、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部と外筒の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ので、軌道台の４条
の溝列と相俟つてボールを全面案内可能な循環軌
道が形成される。

また、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
間隔をもつて負荷ボール用軌道溝が長軸方向に平
行に４条形成されているので、該軌道溝の配列
（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、該軌道溝の接触面積が広くなり所
要接触角を保持することが出来ると同時にプリロ
ード（予圧）も容易にかけることができる。

「実施例」 以下図面を参照して本発明の好適な実施例を説
明する。

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図は本発明リニアベアリングユニツト
の正面図、第３図は第１図Ａ−Ａ線断面正面図、
第４図は第３図Ｂ−Ｂ線断面正面図、第５図は軌
道台の断面正面図、第６図はリニアベアリングユ
ニツトの一部断面側面図、第７図はベアリングケ
ースの一部断面側面図、第８図はベアリングケー
スの正面図、第９図はイ，イ′は左右側蓋の正面
図、ロは側面図、ハは第９図イＣ−Ｃ線断面図、
第１０図イは第９図イＤ−Ｄ線断面図、第１０図
ロは側蓋の舌片の形状を示す底面図である。

第１図乃至第３図および第８図における符号１
００はベアリングケースで、該ベアリングケース
１００は長方形状の鋼材の略中央長軸方向に円筒
腔１０１にボールとほゞ同一の曲率半径を有する
Ｒ形状の上・下部負荷ボール用軌道溝１０２，１
０３，１０４，１０５が形成されている。

該上・下部負荷ボール用軌道溝１０２〜１０５
は該軌道溝の上部左右１０２，１０３がベアリン
グケース１００の中心Ｏを通過する水平線Ｘ−
X′に対して上方向略45度の位置に左右対称に配
列され、また、負荷ボール用軌道溝の下部左右１
０４，１０５はベアリングケース１００の中心を
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はベアリングケース１００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の内径縁１０８
は前記軌道溝１０２〜１０５と連続して形成され
ている。（第７図参照） １０９，１１０，１１１，１１２はベアリング
ケース１００の円筒腔１０１より半径方向にボー
ルよりやゝ大きい直径を有する上・下部逃げボー
ル用孔で、該上．下部逃げボール用孔１０９〜１
１２は、前記４条の軌道溝１０２〜１０５と中心
Ｏを結んで形成される直線上にそれぞれ貫通配列
されており、そして該上・下部逃げボール用孔１
０９〜１１２は前記円環状の凸部外径縁１１３に
連続している。

１１４はベアリングケース１００に放電加工に
よつて形成されたスリツトで、該スリツト１１４
は前記逃げボール用孔１１１と下部負荷ボール用
軌道溝１０４間に位置し、下部逃げボール用孔１
１１側に近接して軸方向に形成され、その巾は狭
い程よく、略0.5mm前後が最も適している。

前記スリツト１１４はベアリングケース１００
の側壁に平行して形成されていると共に該スリツ
ト１１４の上限１６２は上部逃げボール用孔１０
９の下方に、下限１６３はベアリングケースの底
壁１６４を截割する。

したがつて、６角ボルト１６１の前進によつて
スリツトに向かつて右側がたわみ、負荷ボール用
軌道溝に予圧が付与される。

前記ベアリングケース１００の下部ボールの左
右逃げボール用孔１１１，１１２に挟まれた部分
には垂線Ｙ−Y′とベアリングケース１００の底
部水平線Ｚ−Z′に対して約40〜45度でもつてカツ
トし、開口端面１１５，１１６が長軸方向に形成
される。

また、ベアリングケース１００の上部表面には
取付穴１１７，１１８，１１９，１１９、両側端
面１２０，１２１には側蓋１２２，１２３の平坦
部１２４，１２５をビス止めするための側蓋取付
穴１２６，１２７，１２８と該側蓋取付穴にはタ
ツプにて雌ねじが形成されている。

次に、第４図、第６図および第９図における符
号１１２，１２３はベアリングケース１００の前
後端面１２０，１２１に取付ける鋼板製の側蓋
で、該側蓋１２２，１２３の内側面には前記ベア
リングケース１００の前後端面に形成されている
円環状の凸部１０６，１０７に対応する凹部１２
９と前記ベアリングケース１００の上・下部負荷
ボール用軌道溝１０２〜１０５および無負荷の
上・下部逃げボール用孔１０９〜１１２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、ベアリングケース１００の軌道溝１０
２〜１０５と、第５図に示すように軌道台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１００の無負荷ボール
の逃げボール用孔１０９〜１１２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。（第１０図イ，ロ参照） 前記平坦部１２４，１２５の所要箇所に取付け
穴１４５〜１４７が形成されている。

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１００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
して上方向略45度の線上で、下部左右の軌道溝１
４１，１４２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１００の両
側面に側蓋１２２，１２３を固定するためのビス
である。（第６図参照） １６０は加圧用ねじ孔で、該加圧用ねじ孔はベ
アリングケース１００の側壁側面１６７より前記
スリツト１１４面に直角をなすように形成されて
おり、該加圧用ねじ孔１６０に６角ボルト１６１
を螺合する。（第３図参照） 本発明のリニアベアリングユニツトの各部分は
上記せる如く構成されているので、これを組立て
る順を追つて説明する。

まず、ベアリングケース１００の一方の端面１
２０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１００に所要長さ
の軌道台１３８を挿通せしめ、この状態で、他方
の端面１２１の上・下部逃げボール用孔１０９〜
１１２とベアリングケース１００の軌道溝１０２
〜１０５と軌道台側の軌道溝１３９〜１４２間に
ボール１４３を順次充填し、ビス１５９にて側蓋
１２３を取付ける。

「発明の効果」 本発明のリニアベアリングユニツトを工作機械
などに組込み、これに所要器具をセツトし、該所
要器具と共にベアリングユニツトのベアリングケ
ース１００が前進すると軌道台１３８のＲ形状の
軌道溝１３９〜１４２とベアリングケース１００
側のＲ形状の軌道溝１０２〜１０５によつて挟持
された状態にある負荷ボール１４３，１４３……
がベアリングケース１００と共に走行し、側蓋１
２２〜１２３に形成したボール案内舌片１３４〜
１３７によりすくい上げられて方向転換用Ｕ字凹
部１３０〜１３３へ押し上げられ、ベアリングケ
ース１００の逃げボール用孔１０９〜１１０内へ
スムーズに送り込まれる。

上記負荷ボールの内上部負荷ボール１４３，１
４３……の接触角はベアリングケース１００の接
点と軌道台１３８の接点を軸心Ｏに対して上方向
45度の線上に位置し、下部の負荷ボールは軸心Ｏ
に対して下方向に15度の線上に位置し、これら軌
道溝は保持器が介在されていないで、略半円近い
深い軌道溝に形成することができるため、ボール
との接触面積が大きくなり耐負荷性能、すなわち
上部荷重、左右横方向荷重を大きくとることがで
きる。

また軌道溝が深いので、逆方向荷重（上向き荷
重）が非常に大きくとれる。

また、ベアリングケースの前後端面に固定され
る側蓋は鋼板を打抜き成形にて円環状の凹部とボ
ールの方向転換用Ｕ字状凹部並びに該方向転換用
Ｕ字状凹部の下方にボール案内用舌片が一体的に
形成されているので全体がプレスにて簡単に成形
できるメリツトを有するとともに、組立が容易
で、作業能率が一段と向上し、負荷ボールはボー
ル案内用舌片によつてスムーズにすくい上げられ
て方向転換用Ｕ字状凹部へ次々と押し上げられ、
ベアリングケースの逃げボール用孔へと送ること
ができる。

また、本願発明のベアリングケースには端面よ
り軸方向に側壁に平行してスリツトが形成され、
そして該スリツトは逃げボール用孔に近接すると
ともに負荷ボール軌道溝間に位置しているので、
ボルトの前進によつて負荷ボール用軌道溝に適正
予圧を付与することができる。

これによつて、リニアベアリングの寿命を大き
く、かつ剛性を高めることができると共に調整が
ベアリングケースの側面より行うので、締結後の
調整が容易である。

【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図は本発明リニアベアリングユニツト
の正面図、第３図は第１図Ａ−Ａ線断面正面図、
第４図は第３図Ｂ−Ｂ線断面正面図、第５図は軌
道台の断面正面図、第６図はリニアベアリングユ
ニツトの一部断面側面図、第７図はベアリングケ
ースの一部断面側面図、第８図はベアリングケー
スの正面図、第９図はイ，イ′は左右側蓋の正面
図、ロは側面図、ハは第９図イＣ−Ｃ線断面図、
第１０図イは第９図イＤ−Ｄ線断面図、第１０図
は側蓋の舌片の形状を示す底面図である。 １００：ベアリングケース、１０２〜１０５：
上・下部負荷ボール用軌道溝、１０９〜１１２：
上・下部逃げボール用孔、１２２，１２３：側
蓋、１５２：軌道台、１３９〜１４２：軌道台の
軌道溝、１１４：スリツト、１４３：ボール。

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１０
   ０の円筒内腔１０１にボール１４３とほゞ同一の
   曲率半径を有するＲ形状の負荷ボール用軌道溝１
   ０２〜１０５が軸方向に４条形成されるとともに
   該負荷ボール用軌道溝１０２〜１０５の縁部に連
   続して形成される円環状の突部１０６，１０７を
   挟んで半径方向外方に逃げボール用孔１０９〜１
   １２が軸方向に貫通して形成されてなるベアリン
   グケースにおいて、 (A) 該４条の負荷ボール用軌道溝１０２〜１０５
   の内、上部左右の負荷ボール用軌道溝１０２〜
   １０３がベアリングケース１００の中心を通過
   する水平線Ｘ−X′に対して上方向略45度の角
   度をもつて左右対称に配列されていること。 (B) 下部左右の負荷ボール用軌道溝１０４，１０
   ５がベアリングケース１００の中心を通過する
   水平線Ｘ−X′に対して前記上方向略45度の角
   度より小さい略15度の角度をもつて左右対称に
   配列されていること。 (C) 前記ベアリングケース１００の端面より軸方
   向にスリツト１１４が下部逃げボール用孔１１
   １と下部負荷ボール用軌道溝１０４間に形成さ
   れていること。 (D) 該スリツトに開口する加圧用ねじ孔１６０が
   ベアリングケースの側壁側面１６７より前記ス
   リツト方向直角に形成されていること。 (E) 前記ベアリングケース１００の端面に固定さ
   れる側蓋１２２，１２３は前記円環状の凸部１
   ０６，１０７に一致する円環状の凹部１２９並
   びに該円環状の凹部１２９を横切る方向転換用
   Ｕ字状凹部１３０〜１３３及び該方向転換用Ｕ
   字状凹部１３０〜１３３の下方にボール案内用
   舌片１３４〜１３７が一体に形成されているこ
   と。 (F) 前記ベアリングケース１００の負荷ボール用
   軌道溝１０２〜１０５と相対向せるＲ形状の軌
   道溝１３９〜１４１を軸方向に４条形成された
   軌道台１３８がボール１４３を介して前記ベア
   リングケース１００に嵌挿されていること。 以上(A)．(B)．(C)．(D)．(E)及び(F)の条件を備えた
   リニアベアリングユニツト。