JP2000266049A

JP2000266049A - 直線摺動用ブッシュおよびガイドポスト

Info

Publication number: JP2000266049A
Application number: JP7170699A
Authority: JP
Inventors: Toshio Wada; 利夫和田
Original assignee: Enomoto Co Ltd
Current assignee: Enomoto Co Ltd
Priority date: 1999-03-17
Filing date: 1999-03-17
Publication date: 2000-09-26

Abstract

(57)【要約】【課題】転動体がブッシュ内に再突入する際に生ずる
振動を軽減して、ブッシュやガイドポストの寿命を延ば
す。【構成】中空円筒形状のブッシュの中空部内に、転動
体を介在させて、円柱形状のガイドポストを貫挿して、
ブッシュとガイドポストとを共通中心軸方向に沿って相
対的に直線運動させる直線摺動用ブッシュにおいて、ブ
ッシュ内面の転動体走行面のうち、入口部分及び出口部
分に端部に向かうにつれ内径が増大するテーパーを形成
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、直線摺動用のブッ
シュおよびガイドポストに関する。本発明書において
「ガイドポスト」の語句は、狭義のガイドポストのほか
に、サブポストあるいはサブガイドポストも含む。ま
た、本発明は、金型ダイセット、加工用機械、製造用機
械（精密穴あけ装置、精密放電加工装置など）、半導体
製造機械（プローバー、スッテパー、スクライバーな
ど）、測定装置、精密機器に適用され、特に、ＬＥＤ、
ＩＣ、半導体デバイスのリードフレーム等の製造に用い
る超精密の金型ダイセットのブッシュおよびガイドポス
トに適用される。

【０００２】

【従来の技術】直線摺動装置においては、ブッシュとガ
イドポストとの間に多数の転動体を介在させて、転動体
の回転によってブッシュとガイドポストとが相対的にそ
れらの共通軸に沿って直線運動を行う。転動体として
は、球状のボール・ベアリング、円柱状のローラー・ベ
アリング、中央部がガイドポストの外面に一致する曲率
半径を有し、左右端がブッシュの内面に一致する曲率半
径を有する鼓状の回転体ベアリングが用いられており、
その材質としては、ベアリング鋼、高速度鋼、ステンレ
ス鋼などの鉄鋼材料やセラミックス材料や硬質樹脂材料
や硬質ゴム材料が用いられる。

【０００３】また、多数の転動体の配置形成としては、
次のようなものがある。

【０００４】図６に示すように、円筒形の樹脂製ケース
７０１にボール・ベアリング７０２を回転自在に保持す
るボール・リテーナー７０がある。ケース７０１の肉厚
はボール・ベアリング７０２の直径よりも小さく、ボー
ル・ベアリング７０２はケース７０１の外面及び内面か
ら露出し、それぞれ、ブッシュ及びガイドポストに接触
する。ボール・リテーナーにおけるボール・ベアリング
の配置は、図６のような千鳥状配置だけではなく、格子
点状配置やケースの側線上に並べ条とし、数列の条を形
成する列状配置とすることができる。格子点状配置や列
状配置の場合には、ブッシュの内面及びガイドポストの
外面に、対応する側線方向に伸びるＲ状溝を形成し、走
行面とすることができる。一方、千鳥状配置の場合に
は、ブッシュの円筒状内面及びガイドポストの円柱状外
面の全面が走行面となる。

【０００５】ブッシュの内面の側線上に伸びる走行溝を
複数条形成し、ブッシュの内部にリターン路を貫通し、
走行溝の端とリターン路の端を半円路で接続して、無限
循環路を形成し、この無限循環路中に多数のボール・ベ
アリングを挿入して、ボール・ペアリングが互いに接触
し押し合いながら無限循環路を走行する無限循環ボール
・ベアリングが転動体の第２の配置形成として挙げるこ
とができる。ガイドポストの外面には、上記走行溝に対
向するように側線方向に伸びるＲ状溝を複数条形成し、
走行面とすることができる。

【０００６】図７に示すように、円筒形の金属製ケース
に円周方向へ伸びる長方形窓７４１、７４２、７４３を
形成し、長方形窓７４１、７４２、７４３を側線方向に
並べ、各長方形窓７４１、７４２、７４３中にローラー
・ベアリング８の回転軸がケースの円周方向へ向くよう
に配置し、長方形窓近傍に設けた舌状片でローラー・ベ
アリングの側面の一部を当接してローラー・ベアリング
が回転自在となるように、舌状片をかしめどめして保持
するローラー・ベアリングかしめどめリテーナー７１が
転動体の第３の配置形式として挙げることができる。側
線方向のローラー・ベアリングの間隔は、かしめどめ加
工を行うために所定の距離を必要とするため、配列密度
はやや粗くなっている。また、かしめどめ加工のため
に、ローラー・ベアリングの保持のガタが生じやすく、
高速運転する際には、ローラー・ベアリングがケースか
ら外れる可動性が大きい。なお、金属製ケースは中空正
八角形断面の柱状であり、外側面７１０、７１１、７１
２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７と内側面
７２０、７２１、７２２、７２３、７２４、７２５、７
２６、７２８と上底面７３０と下底面７３１によって囲
まれた形状である。

【０００７】転動体の第４の配置形式として、ローラー
・ベアリング・ホルダー収納リテーナーが挙げられる。
図８、図９に示すような樹脂製の２分割、同形の部材４
０の間にローラー・ベアリング１５を挟み回転自在に保
持して、隣り合うローラー・ベアリングが互いに平行と
なるように組立てたローラー・ベアリング・ホルダーを
用いるものである。部材４０は長方形の接合部４０１の
中央にローラー収納部４０２が形成されている。ローラ
ー収納部４０２には長方形の窓４０３が貫通されてい
る。窓４０３を通して、ローラー・ベアリング１５の側
面１５１の一部が露出するようになっており、側面のそ
の他の部分及び底面１５２はローラー収納部４０２の内
面によって回転自在に支持されている。部材４０の左側
辺４０７及び右側辺４０８と他の部材の側辺とを円弧状
の結合片（不図示）によって結合して、円筒形状のロー
ラー・ベアリング・ホルダー収納リテーナーが構成され
る。したがって、部材４０の上辺４０５は当該リテーナ
ーの上端の一部となり、部材４０の下辺４０６は当該リ
テーナーの下端の一部となる。

【０００８】そして、図１０に示すように、ブッシュ３
０の内側面には側線方向へ伸びる第１の平面３０３、３
０６、３０９を３条形成し、ガイドポスト１０の外側面
には、第２の平面１０３、１０６、１０９を３条形成し
てある。そして、第１の平面３０３、３０６、３０９と
第２の平面１０３、１０６、１０９とを対向させ、その
間にローラー・ベアリング２２０、２４０、２６０を介
在させるものである。第１の平面３０３、３０６、３０
９及び第２の平面１０３、１０６、１０９が転動体走行
面に相当する。

【０００９】転動体の第５の配置形式として、クロス・
ローラー・ベアリング・ホルダー収納リテーナーに挙げ
られる。図１１に示すような樹脂製の２分割、同形の部
材４１の間にローラー・ベアリング１６、１７を挟み回
転自在に保持して、隣り合うローラー・ベアリングの回
転軸１６３、１７３が互いに９０°の角度をなし、ねじ
れの位置関係となるように組立てたクロス・ローラー・
ベアリング・ホルダーを用いるものである。図１１、１
２に示すように、部材４１は長方形の接合部４１２の中
央にローラー収納部４１３が形成されている。ローラー
収納部４１３には窓４１４、４１８が形成され、窓４１
４に隣接する当接部４１５が、ローラー・ベアリングの
側面の一部に当接して回転自在に支持している。窓４１
４、４１８を通して、ローラー・ベアリング１６、１７
の側面１６１、１７１の一部が露出するようになってお
り、側面のその他の部分及び底面１６２、１７２はロー
ラー収納部４１３の内面によって回転自在に支持されて
いる。部材４１の左側辺４１９及び右側辺４２０と他の
部材の側辺とを円弧状の結合片（不図示）によって、結
合して、円筒形状のクロス・ローラー・ベアリング・ホ
ルダー収納リテーナーが構成されている。

【００１０】そして、図１３に示すように、ブッシュ３
０の内側面には側線方向へ伸びる第１の直角溝を３条形
成し、ガイドポスト１０の外側面には、第２の直角溝を
３条形成してある。第１の直角溝は、９０°の角度をな
す２つの平面３０１、３０２；３０４、３０５；３０
７、３０８からなり、第２の直角溝は、９０°の角度を
なす２つの平面１０１、１０２；１０４、１０５；１０
７、１０８からなる。第１の直角溝と第２の直角溝とを
対向させると正方柱状の空間が、それぞれ、形成され
る。この空間内にクロス・ローラー・ベアリング４３
０、４４０、４８０を介在させるものである。したがっ
て、第１の直角溝及び第２の直角溝が転動体走行面に相
当する。

【００１１】金型ダイセットにおいては、通常すきまを
なくし、剛性を高める目的で、転動体に予圧を加えて使
用する。すなわち、ブッシュ内面とガイドポスト外面と
の間のクリアランスよりも大きな寸法の転動体をブッシ
ュとガイドポストとの間に挿入して組立て、転動体に予
圧を与える。

【００１２】これら従来の直線摺動用ブッシュおよびガ
イドポストの転動体走行面は直線状であって屈曲形状の
ものはなかった。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】直線摺動用ブッシュお
よびガイドポストを直線繰返し運転する際に、ガイドポ
ストに対するブッシュのストローク距離の１／２だけ、
転動体あるいはリテーナーが移動する。そして、直線繰
返し運動の上死点及び下死点において、転動体がブッシ
ュの入口端あるいは出口端の外へ出たり入ったりする場
合がある。この場合に、従来の直線摺動用用ブッシュお
よびガイドポストのクリアランスは入口端、中央部、出
口端ともにほぼ一定であるために、外へ出て予圧が解放
された転動体が再び狭いクリアランス部分に突入するこ
ととなり、ブッシュの入口端及び出口端にＨｅｒｔｚ圧
力と一般に呼ばれる非常に高い圧力が一時的に働く。こ
のため、転動体が円滑にブッシュ内部に入ることができ
ず、転動体がブッシュの端部やガイドポストの自由端に
激突し大きな振動が生じ、ブッシュの端部やガイドポス
トの自由端に剥離が生じ、ブッシュやガイドポストの寿
命が短くなるという問題がある。また、転動体がブッシ
ュに入る際に生ずるＨｅｒｔｚ圧力が従来は非常に大き
いために、転動体がリテーナーからはずれて、飛び出す
という問題があった。

【００１４】本発明の目的は、転動体がブッシュ内に再
突入する際に生ずる振動を軽減して、ブッシュやガイド
ポストの寿命を延ばすことである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、請求項１に
記載の本発明に係る直線摺動用ブッシュ、すなわち、中
空円筒形状のブッシュの中空部内に、転動体を介在させ
て、円柱形状のガイドポストを貫挿して、ブッシュとガ
イドポストとを共通中心軸方向に沿って相対的に直線運
動させる直線摺動用ブッシュであって、ブッシュ内面の
転動体走行面のうち、入口部分及び出口部分に端部に向
かうにつれ内径が増大するテーパーを形成することを特
徴とする直線摺動用ブッシュによって、達成される。

【００１６】本発明の好ましい実施態様においては、請
求項２に記載のように、テーパーの中心軸を通る断面が
直線である。

【００１７】また、本発明の好ましい実施態様において
は、請求項３に記載のように、テーパーの中心軸を通る
断面が曲線である。

【００１８】さらに、本発明の好ましい実施態様におい
ては、請求項４に記載のように、テーパーの中心軸を通
る断面の近似直線と中心軸とのなす角度が１０〜４０′
である。

【００１９】また、上記目的は、請求項５に記載の本発
明に係る直線摺動用ガイドポスト、すなわち、中空円筒
形状のブッシュの中空部内に、転動体を介在させて、円
柱形状のガイドポストを貫挿して、ブッシュとガイドポ
ストとを共通中心軸方向に沿って相対的に直線運動させ
る直線摺動用ガイドポストであって、ガイドポストの外
面の転動体走行面のうち、自由端に向かうにつれ外径が
減少するテーパーをガイドポストの自由端部に形成する
ことを特徴とする直線摺動用ガイドポストによって、達
成される。

【００２０】本発明の好ましい実施態様においては、請
求項６に記載のように、テーパーの中心軸を通る断面が
直線である。

【００２１】また、本発明の好ましい実施態様において
は、請求項７に記載のように、テーパーの中心軸を通る
断面が曲線である。

【００２２】さらに、本発明の好ましい実施態様におい
ては、請求項８に記載のように、テーパーの中心軸を通
る断面の近似直線と中心軸とのなす角度が１０〜４０′
である。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、添付図面を参照して、詳細に説明する。

【００２４】図１は、本発明の直線摺動用ブッシュの実
施形態の中心軸を通る断面図である。ブッシュ１は中心
軸１２０のまわりに回転対称の中空円筒形状であり、外
側面１２１、円環形の上底面１２２、下底面１２３及び
内側面によって囲まれた形状である。内側面は出口部分
１１１、中央部分１１２、入口部分１１３からなる。外
側面１２１と上底面１２２との境界の角部１２４、外側
面１２１と下底面１２３との境界の角部１２５には面取
り加工あるいはＲ加工してあってもよい。

【００２５】図２は、直線摺動用ブッシュの実施形態の
出口部の拡大断面図である。出口部１１１は端部に向か
うにつれ内径が直線的に増大するテーパーを形成してあ
り、上底面１２２と出口部１１１との境界の角部１１４
は半径２. ０ｍｍのＲ加工してある。図２に示す断面は
ブッシュの中心軸を通る断面であるが、出口１１１のテ
ーパーと中心軸とのなす角度はθ１として図示されてお
り、本実施形態においては、約０°１０′から０°４
０′である。出口部及び入口部は端から約１０ｍｍ中央
までの位置に形成してある。

【００２６】図３は、直線摺動用ブッシュの実施形態の
入口部の拡大断面図である。入口部１１３には、同様に
テーパーを形成してあり、角部１１５にはＲ加工してあ
る。

【００２７】図４は本発明の直線摺動用ガイドポストの
実施形態の中心軸を通る断面図である。ガイドポスト２
７は中心軸２８０のまわりに回転対称の円柱形状であ
り、外側面、上底面２７３、つば部２７４、取付け基部
２７５からなる。外側面は自由端部２７１及びストレー
ト部２７２からなる。

【００２８】図５は、直線摺動用ガイドポストの実施形
態の自由端部の拡大断面図である。自由端である上底面
２７３に向かうにつれ外径が直線的に減少するテーパー
を形成してあり、角部２７０はＲ加工してある。本実施
形態とは異なり、ストレート部２７２から上底面２７３
へ向かうにつれ、外径が初めは徐々に減少し、終りはよ
り大幅に減少する曲線的テーパーであってもよい。図５
に示す断面はガイドポストの中心軸を通る断面である
が、自由端部２７１のテーパーと中心軸とのなす角度は
θ３として図示されており、本実施形態においては約０
°２５′である。上底面２７３からの自由端部の領域は
約１０ｍｍの範囲とした。

【００２９】テーパーは、ブッシュの全周に形成される
必要はなく、Ｒ溝、平面、直角溝等の転動体走行面の入
口部及び出口部のみに形成されればよい。あるいは、Ｒ
溝、平面、直角溝等の転動体走行面の入口部のみにテー
パーを形成してもよい。

【００３０】ガイドポストについても、テーパーは全周
（３６０°）にわたって形成される必要はなく、Ｒ溝、
平面、直角溝等の転動体走行面の自由端部のみに形成さ
れればよい。

【００３１】

【発明の効果】本発明の直線摺動用ブッシュおよびガイ
ドポストにおいては、所定のテーパーが形成されている
ので、ブッシュの外に出た転動体が再びブッシュ内に円
滑に進入するように案内され、振動の発生が少なくな
り、ブッシュやガイドポストの寿命が大幅に伸びるとい
う効果が得られる。

【００３２】また、ガイドポストの自由端部にテーパー
を形成することによって、直線摺動装置の組み付け作業
が容易になり、安定化されるとともに、転動体あるいは
リテーナーがガイドポストの上端より上に出た場合の再
進入の安全性が向上されるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の直線摺動用ブッシュの実施形態の中心
軸を通る断面図である。

【図２】直線摺動用ブッシュの実施形態の出口部の拡大
断面図である。

【図３】直線摺動用ブッシュの実施形態の入口部の拡大
断面図である。

【図４】本発明の直線摺動用ガイドポストの実施形態の
中心軸を通る断面図である。

【図５】本発明の直線摺動用ガイドポストの実施形態の
自由端部の拡大断面図である。

【図６】ボール・リテーナーの概略図である。

【図７】ローラー・ベアリングかしめどめリテーナーの
概略図である。

【図８】ローラー・ベアリング・ホルダーの組立図であ
る。

【図９】ローラー・ベアリング・ホルダーの平面図であ
る。

【図１０】ローラー・ベアリング・ホルダー収納リテー
ナーの概略図である。

【図１１】クロス・ローラー・ベアリング・ホルダーの
組立図である。

【図１２】クロス・ローラー・ベアリング・ホルダーの
平面図である。

【図１３】クロス・ローラー・ベアリング・ホルダー収
納リテーナーの概略図である。

【符号の説明】

１ブッシュ１０ガイドポスト１００中心１０３、１０６、１０９第１の平面１０１、１０２平面１０４、１０５平面１０７、１０８平面１１１出口部分１１２中央部分１１３入口部分１１４角部１１５角部１２０中心軸１２１外側面１２２上底面１２３下底面１２４角部１２５角部１５ローラー・ベアリング１５１側面１５２底面１６ローラー・ベアリング１６１側面１６２底面１６３回転軸１７ローラー・ベアリング１７１側面１７２底面１７３回転軸２０ローラー・ベアリング・ホルダー収納リテーナー２１０結合片２１１、２１２溝２２０ローラー・ベアリング２３０結合片２３１、２３２溝２４０ローラー・ベアリング２５０結合片２５１、２５２溝２６０ローラー・ベアリング２７ガイドポスト２７０角部２７１自由端部２７２ストレート部２７３上底面２７４つば部２７５取付け基部２８０中心軸３０ブッシュ３０３、３０６、３０９第２の平面３０１、３０２平面３０４、３０５平面３０７、３０８平面４０部材４０１接合部４０２ローラー収納部４０３窓４０５上辺４０６下辺４０７左側辺４０８右側辺４１部材４１２接合部４１３ローラー収納部４１４窓４１５当接部４１８窓４１９左側辺４２０右側辺４３０クロス・ローラー・ベアリング４４０クロス・ローラー・ベアリング４８０クロス・ローラー・ベアリング７０ボール・リテーナー７０１ケース７０２ボール・ベアリング７１ローラー・ベアリングかしめどめリテーナー７１０、７１１、７１２、７１３、７１４、７１５、７
１６、７１７外側面７２０、７２１、７２２、７２３、７２４、７２５、７
２６、７２７内側面７３０上底面７３１下底面７４１、７４２、７４３、７４５、７４６、７４７長
方形窓８ローラー・ベアリング

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【手続補正書】

【提出日】平成１１年３月２５日（１９９９．３．２
５）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図８】

【図９】

【図１１】

【図７】

【図１０】

【図１２】

【図１３】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中空円筒形状のブッシュの中空部内に、
転動体を介在させて、円柱形状のガイドポストを貫挿し
て、ブッシュとガイドポストとを共通中心軸方向に沿っ
て相対的に直線運動させる直線摺動用ブッシュであっ
て、ブッシュ内面の転動体走行面のうち、入口部分及び
出口部分に端部に向かうにつれ内径が増大するテーパー
を形成することを特徴とする直線摺動用ブッシュ。
【請求項２】テーパーの中心軸を通る断面が直線であ
る請求項１に記載の直線摺動用ブッシュ。
【請求項３】テーパーの中心軸を通る断面が曲線であ
る請求項１に記載の直線摺動用ブッシュ。
【請求項４】テーパーの中心軸を通る断面の近似直線
と中心軸とのなす角度が１０〜４０′である請求項１か
ら３までのいずれか１つに記載の直線摺動用ブッシュ。
【請求項５】中空円筒形状のブッシュの中空部内に、
転動体を介在させて、円柱形状のガイドポストを貫挿し
て、ブッシュとガイドポストとを共通中心軸方向に沿っ
て相対的に直線運動させる直線摺動用ガイドポストであ
って、ガイドポストの外面の転動体走行面のうち、自由
端に向かうにつれ外径が減少するテーパーをガイドポス
トの自由端部に形成することを特徴とする直線摺動用ガ
イドポスト。
【請求項６】テーパーの中心軸を通る断面が直線であ
る請求項５に記載の直線摺動用ガイドポスト。
【請求項７】テーパーの中心軸を通る断面が曲線であ
る請求項５に記載の直線摺動用ガイドポスト。
【請求項８】テーパーの中心軸を通る断面の近似直線
と中心軸とのなす角度が１０〜４０′である請求項５か
ら７までのいずれか１つに記載の直線摺動用ガイドポス
ト。