JP2000297816A - リニアガイドウェイ - Google Patents
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- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
- F16C33/37—Loose spacing bodies
- F16C33/3706—Loose spacing bodies with concave surfaces conforming to the shape of the rolling elements, e.g. the spacing bodies are in sliding contact with the rolling elements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C29/00—Bearings for parts moving only linearly
- F16C29/04—Ball or roller bearings
- F16C29/06—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load
- F16C29/0633—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides
- F16C29/0635—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides whereby the return paths are provided as bores in a main body of the U-shaped carriage, e.g. the main body of the U-shaped carriage is a single part with end caps provided at each end
- F16C29/0638—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides whereby the return paths are provided as bores in a main body of the U-shaped carriage, e.g. the main body of the U-shaped carriage is a single part with end caps provided at each end with balls
- F16C29/0642—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides whereby the return paths are provided as bores in a main body of the U-shaped carriage, e.g. the main body of the U-shaped carriage is a single part with end caps provided at each end with balls with four rows of balls
- F16C29/0645—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides whereby the return paths are provided as bores in a main body of the U-shaped carriage, e.g. the main body of the U-shaped carriage is a single part with end caps provided at each end with balls with four rows of balls with load directions in O-arrangement
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ボールの間にスペーサを使用するリニアガ
イドウェイにおいて、異なる大きさのスペーサによらず
に無限循環路での隙間をなくしてボールのロック現象を
防止することができるとともに、負荷容量を低下させな
いリニアガイドウェイを提供すること。 【解決手段】 キャリッジの無限循環路８内に充填され
たボール６の間に、同じ大きさのスペーサ１０が配設さ
れ、始端のボール６Ａと終端のボール６Ｂとの隙間に、
ボール６の呼び直径より僅かに小さい直径のスペーサボ
ール１２が介挿されている。スペーサ１０の軸方向両端
面は、ボール６の球面に倣った凹面になっているので、
ボール６が循環する際、スペーサ１０とボール６は離脱
することがない。
イドウェイにおいて、異なる大きさのスペーサによらず
に無限循環路での隙間をなくしてボールのロック現象を
防止することができるとともに、負荷容量を低下させな
いリニアガイドウェイを提供すること。 【解決手段】 キャリッジの無限循環路８内に充填され
たボール６の間に、同じ大きさのスペーサ１０が配設さ
れ、始端のボール６Ａと終端のボール６Ｂとの隙間に、
ボール６の呼び直径より僅かに小さい直径のスペーサボ
ール１２が介挿されている。スペーサ１０の軸方向両端
面は、ボール６の球面に倣った凹面になっているので、
ボール６が循環する際、スペーサ１０とボール６は離脱
することがない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械、産業機
械等に用いられるリニアガイドウェイに関する。
械等に用いられるリニアガイドウェイに関する。
【０００２】
【従来の技術】直動転がり案内の一つとして、両側面に
軸方向のボール転動溝を有する長尺の案内レールと、こ
の案内レール上に移動可能に跨架されるとともに、前記
ボール転動溝と対向するボール案内溝を内側面に有し、
且つ、このボール転動溝を含む無限循環路が形成された
キャリッジと、このキャリッジの無限循環路内を転動す
るとともに、前記両ボール転動溝内で負荷を支承する多
数のボールとを具えた「リニアガイドウェイ」が知られ
ている（例えば、(財)日本規格協会発行 綿林英一著
「JIS使い方シリーズ転がり軸受マニュアル」第１版第
１刷（1999.2.20）第299乃至301頁参照）。
軸方向のボール転動溝を有する長尺の案内レールと、こ
の案内レール上に移動可能に跨架されるとともに、前記
ボール転動溝と対向するボール案内溝を内側面に有し、
且つ、このボール転動溝を含む無限循環路が形成された
キャリッジと、このキャリッジの無限循環路内を転動す
るとともに、前記両ボール転動溝内で負荷を支承する多
数のボールとを具えた「リニアガイドウェイ」が知られ
ている（例えば、(財)日本規格協会発行 綿林英一著
「JIS使い方シリーズ転がり軸受マニュアル」第１版第
１刷（1999.2.20）第299乃至301頁参照）。
【０００３】このリニアガイドウェイのボールとして市
販の玉軸受用鋼球（JIS B 1501）が主に使用されている
が、下記の問題点があった。 （１）鋼球の無限循環路の負荷領域であるキャリッジの
ボール転動溝と案内レールのボール転動溝との間に位置
する鋼球が転動するとき、隣り合う鋼球同士が接触する
ことがある。各鋼球の回転方向は同一であるので、隣り
合う鋼球同士が互いに強く接触する部分での速度は互い
に逆方向になり、その接触によって発生する力は各鋼球
のスムーズな転動を妨げるように作用する。さらに、接
触部分には滑り力が発生する。このような状態でキャリ
ッジが摺動すると、各鋼球は滑りと転がり、或いは隣り
合う鋼球やボール転動溝への衝突を繰り返して、周波数
が比較的高い騒音や振動、或いは早期摩耗を生じ、リニ
アガイドウェイとしての案内精度と寿命の低下を招いて
いた。特に、最近ではリニアガイドウェイが高速で使用
される傾向にあり、問題点としてクローズアップされて
いた。
販の玉軸受用鋼球（JIS B 1501）が主に使用されている
が、下記の問題点があった。 （１）鋼球の無限循環路の負荷領域であるキャリッジの
ボール転動溝と案内レールのボール転動溝との間に位置
する鋼球が転動するとき、隣り合う鋼球同士が接触する
ことがある。各鋼球の回転方向は同一であるので、隣り
合う鋼球同士が互いに強く接触する部分での速度は互い
に逆方向になり、その接触によって発生する力は各鋼球
のスムーズな転動を妨げるように作用する。さらに、接
触部分には滑り力が発生する。このような状態でキャリ
ッジが摺動すると、各鋼球は滑りと転がり、或いは隣り
合う鋼球やボール転動溝への衝突を繰り返して、周波数
が比較的高い騒音や振動、或いは早期摩耗を生じ、リニ
アガイドウェイとしての案内精度と寿命の低下を招いて
いた。特に、最近ではリニアガイドウェイが高速で使用
される傾向にあり、問題点としてクローズアップされて
いた。
【０００４】（２）キャリッジの無限循環路の全長等に
起因するが、設計上の所定個数の鋼球を無限循環路内に
装填しても、無限循環路には鋼球の半個ないし１個分の
隙間が生じる。このため、軽予圧を付与したリニアガイ
ドウェイを垂直に取り付けた場合、上方に位置する鋼球
が落下して下方に位置する鋼球に衝突し、衝突による不
快な金属音が発生することがあった。また、鋼球同士の
衝突によって球面に微小な打痕が生じ、この打痕に起因
してリニアガイドウェイとしての案内精度が損なわれる
虞れがあった。なお、リニアガイドウェイの予圧は、通
常、オーバーサイズボール方式で付与されている。
起因するが、設計上の所定個数の鋼球を無限循環路内に
装填しても、無限循環路には鋼球の半個ないし１個分の
隙間が生じる。このため、軽予圧を付与したリニアガイ
ドウェイを垂直に取り付けた場合、上方に位置する鋼球
が落下して下方に位置する鋼球に衝突し、衝突による不
快な金属音が発生することがあった。また、鋼球同士の
衝突によって球面に微小な打痕が生じ、この打痕に起因
してリニアガイドウェイとしての案内精度が損なわれる
虞れがあった。なお、リニアガイドウェイの予圧は、通
常、オーバーサイズボール方式で付与されている。
【０００５】上記の問題点を解決する手段として、下記
の３つのものが提案されている。 （１）実開平１−１８００１５号公報に記載されている
ように、無限循環路内の隣り合う鋼球同士の間に、鋼球
の直径より僅かに小さいゴム又は柔軟プラスチック製ス
ペーサボールを配設する手段。 （２）特開平６−１７３９４６号公報および特開平１０
−２８１１５４号公報に記載されているように、無限循
環路内の隣り合う鋼球同士の間に、鋼球の直径より小さ
いプラスチック製スペーサを配設する手段。 （３）特開平５−５２２１７号公報に記載されているよ
うに、無限循環路内の鋼球をボールチェーンによって保
持する手段。
の３つのものが提案されている。 （１）実開平１−１８００１５号公報に記載されている
ように、無限循環路内の隣り合う鋼球同士の間に、鋼球
の直径より僅かに小さいゴム又は柔軟プラスチック製ス
ペーサボールを配設する手段。 （２）特開平６−１７３９４６号公報および特開平１０
−２８１１５４号公報に記載されているように、無限循
環路内の隣り合う鋼球同士の間に、鋼球の直径より小さ
いプラスチック製スペーサを配設する手段。 （３）特開平５−５２２１７号公報に記載されているよ
うに、無限循環路内の鋼球をボールチェーンによって保
持する手段。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、提案された上
記の３つの手段にも、下記の問題点があった。 （１）スペーサボールを使用した場合、リニアガイドウ
ェイの負荷容量が低下する。例えば、鋼球とスペーサボ
ールの介挿比率を１：１とした場合、リニアガイドウェ
イの負荷容量の値は半減するから、実際に採用できるも
のではなかった。
記の３つの手段にも、下記の問題点があった。 （１）スペーサボールを使用した場合、リニアガイドウ
ェイの負荷容量が低下する。例えば、鋼球とスペーサボ
ールの介挿比率を１：１とした場合、リニアガイドウェ
イの負荷容量の値は半減するから、実際に採用できるも
のではなかった。
【０００７】（２）前記の特開平６−１７３９４６号公
報に記載されているようなスペーサを使用した場合、キ
ャリッジの無限循環路の全長およびスペーサの厚みの加
工誤差等に起因するが、無限循環路内に鋼球とスペーサ
を隙間なく充填することができなかった。このため、生
じた隙間によって、鋼球がスペーサの両端部に設けた凹
面から離脱してロック現象が発生することがあった。ま
た、ロック現象に起因して、スペーサが破損することも
あった。なお、前記の特開平１０−２８１１５４号公報
に記載されているように、スペーサの厚みを異ならせて
隙間なく充填することも考えられる。しかし、プラスチ
ック製スペーサは金型で射出成型されるため、種々の厚
みのスペーサを製作することはかなりのコストアップに
なり、具現化は困難であった。
報に記載されているようなスペーサを使用した場合、キ
ャリッジの無限循環路の全長およびスペーサの厚みの加
工誤差等に起因するが、無限循環路内に鋼球とスペーサ
を隙間なく充填することができなかった。このため、生
じた隙間によって、鋼球がスペーサの両端部に設けた凹
面から離脱してロック現象が発生することがあった。ま
た、ロック現象に起因して、スペーサが破損することも
あった。なお、前記の特開平１０−２８１１５４号公報
に記載されているように、スペーサの厚みを異ならせて
隙間なく充填することも考えられる。しかし、プラスチ
ック製スペーサは金型で射出成型されるため、種々の厚
みのスペーサを製作することはかなりのコストアップに
なり、具現化は困難であった。
【０００８】（３）ボールチェーンを使用した場合、 無限循環路内の壁面にボールチェーンの連結部材を受
容するための凹溝を形成しなければならず、余分な加工
コストを要する。 鋼球を成形型内にインサートして、スペーサ及び連結
部材とともに射出成形で一体形成しなければならない。
しかし、所望の長さのボールチェーンを得るには、使用
する鋼球の直径に対応した長い金型を種々製作しなけれ
ばならず、金型を製作するだけでかなりの費用を要す
る。 リニアガイドウェイには、同じ呼び型番でも、キャリ
ッジの長さが標準タイプとロングタイプの２種類があ
る。このため、２種類の長さのボールチェーンを製作す
る必要がある。
容するための凹溝を形成しなければならず、余分な加工
コストを要する。 鋼球を成形型内にインサートして、スペーサ及び連結
部材とともに射出成形で一体形成しなければならない。
しかし、所望の長さのボールチェーンを得るには、使用
する鋼球の直径に対応した長い金型を種々製作しなけれ
ばならず、金型を製作するだけでかなりの費用を要す
る。 リニアガイドウェイには、同じ呼び型番でも、キャリ
ッジの長さが標準タイプとロングタイプの２種類があ
る。このため、２種類の長さのボールチェーンを製作す
る必要がある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、両側面に軸方
向のボール転動溝を有する長尺の案内レールと、該案内
レール上に移動可能に跨架されるとともに前記ボール転
動溝と対向するボール転動溝を内側面に有し且つ該ボー
ル転動溝を含む無限循環路が形成されたキャリッジと、
該キャリッジの無限循環路内を転動するとともに前記両
ボール転動溝内で負荷を支承する多数のボールとを具え
たリニアガイドウェイにおいて、両端部に前記ボールの
球面に倣った凹面が形成されたスペーサが隣り合う前記
ボール同士の間に配設され、前記スペーサを配設するこ
とにより生じた前記ボールの始端と終端との隙間に該ボ
ールの呼び直径より小さい直径を有するスペーサボール
が介挿されている構成により、前記課題を解決した。な
お、「呼び直径」とは、JIS B 1501に規定されているよ
うに、ボールの呼びの基準寸法（基準直径）をいう。
向のボール転動溝を有する長尺の案内レールと、該案内
レール上に移動可能に跨架されるとともに前記ボール転
動溝と対向するボール転動溝を内側面に有し且つ該ボー
ル転動溝を含む無限循環路が形成されたキャリッジと、
該キャリッジの無限循環路内を転動するとともに前記両
ボール転動溝内で負荷を支承する多数のボールとを具え
たリニアガイドウェイにおいて、両端部に前記ボールの
球面に倣った凹面が形成されたスペーサが隣り合う前記
ボール同士の間に配設され、前記スペーサを配設するこ
とにより生じた前記ボールの始端と終端との隙間に該ボ
ールの呼び直径より小さい直径を有するスペーサボール
が介挿されている構成により、前記課題を解決した。な
お、「呼び直径」とは、JIS B 1501に規定されているよ
うに、ボールの呼びの基準寸法（基準直径）をいう。
【００１０】
【作用】本発明は、両端部にボールの球面に倣った凹面
が形成されたスペーサを隣り合うボール同士の間に配設
するとともに、スペーサを配設することにより生じたボ
ールの始端と終端との隙間にボールの呼び直径より小さ
い直径を有するスペーサボールを介挿したので、 ボール同士が接触しないから、ボールの相互接触に起
因する周波数が比較的高い騒音や振動、或いは早期摩耗
を防止でき、リニアガイドウェイとしての案内精度と寿
命を維持することができる。 軽予圧を付与したリニアガイドウェイを垂直に取り付
けた場合、上方に位置するボールが落下して下方に位置
するボールに衝突することがないから、衝突による不快
な騒音が発生しない。また、ボールの球面に微小な打痕
が生じないから、リニアガイドウェイとしての安定した
案内精度を維持することができる。
が形成されたスペーサを隣り合うボール同士の間に配設
するとともに、スペーサを配設することにより生じたボ
ールの始端と終端との隙間にボールの呼び直径より小さ
い直径を有するスペーサボールを介挿したので、 ボール同士が接触しないから、ボールの相互接触に起
因する周波数が比較的高い騒音や振動、或いは早期摩耗
を防止でき、リニアガイドウェイとしての案内精度と寿
命を維持することができる。 軽予圧を付与したリニアガイドウェイを垂直に取り付
けた場合、上方に位置するボールが落下して下方に位置
するボールに衝突することがないから、衝突による不快
な騒音が発生しない。また、ボールの球面に微小な打痕
が生じないから、リニアガイドウェイとしての安定した
案内精度を維持することができる。
【００１１】スペーサボールだけを使用した場合のよ
うに、リニアガイドウェイの負荷容量が低下することは
ない。 ボールがスペーサの両端部に設けた凹面から離脱する
ことがないから、ロック現象およびこのロック現象に起
因するスペーサの破損を防止でき、ボールのスムーズな
転動を維持することができる。 スペーサが互いに連結されず独立しているので、ボー
ルチェーンの場合のようなキャリッジの無限循環路への
余分な加工を要しない。また、キャリッジの長さに制限
されず、個々の製品に柔軟に対応することができる。
うに、リニアガイドウェイの負荷容量が低下することは
ない。 ボールがスペーサの両端部に設けた凹面から離脱する
ことがないから、ロック現象およびこのロック現象に起
因するスペーサの破損を防止でき、ボールのスムーズな
転動を維持することができる。 スペーサが互いに連結されず独立しているので、ボー
ルチェーンの場合のようなキャリッジの無限循環路への
余分な加工を要しない。また、キャリッジの長さに制限
されず、個々の製品に柔軟に対応することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るリニアガイド
ウェイの一実施形態を添付図面に基づいて説明する。図
１及び図２に、周知のいわゆるエンドキャップ方式リニ
アガイドウェイ１の全体構成を示す。エンドキャップ式
リニアガイドウェイ１は、両側面に軸方向のボール転動
溝２ａを有する長尺の案内レール２と、この案内レール
２上に移動可能に跨架されるとともにボール転動溝２ａ
と対向するボール転動溝４ａを内側面に有し、且つ、こ
のボール転動溝４ａを含む無限循環路８（詳細は後述す
る。）が形成されたキャリッジ３と、このキャリッジ３
の無限循環路８内を転動するとともにボール転動溝２
ａ，４ａ内で負荷を支承する多数のボール６（主に、玉
軸受用鋼球）とからなる。なお、符号９はボール保持器
（リテーナ）を示す。
ウェイの一実施形態を添付図面に基づいて説明する。図
１及び図２に、周知のいわゆるエンドキャップ方式リニ
アガイドウェイ１の全体構成を示す。エンドキャップ式
リニアガイドウェイ１は、両側面に軸方向のボール転動
溝２ａを有する長尺の案内レール２と、この案内レール
２上に移動可能に跨架されるとともにボール転動溝２ａ
と対向するボール転動溝４ａを内側面に有し、且つ、こ
のボール転動溝４ａを含む無限循環路８（詳細は後述す
る。）が形成されたキャリッジ３と、このキャリッジ３
の無限循環路８内を転動するとともにボール転動溝２
ａ，４ａ内で負荷を支承する多数のボール６（主に、玉
軸受用鋼球）とからなる。なお、符号９はボール保持器
（リテーナ）を示す。
【００１３】キャリッジ３は、キャリッジ本体４とその
両端部に装着されるエンドキャップ５とからなる。キャ
リッジ本体４の内側面には、前記のように、案内レール
２のボール転動溝２ａと対向するボール転動溝４ａが刻
設されている。また、キャリッジ本体４の肉厚の袖部４
ｂには、ボール転動溝４ａと平行なボール戻り通路であ
るボール挿通孔４ｃが貫設されている。エンドキャップ
５の裏面には、キャリッジ本体４のボール転動溝４ａと
ボール挿通孔４ｃとを連接連通してボール６の移動方向
を転換する半円溝（図示せず。）が形成されている。こ
のボール転動溝４ａ、ボール挿通孔４ｃ及び半円溝が相
俟って、ボール６の無限循環路８が形成される。なお、
符号７は、エンドキャップ５の外面に装着されるサイド
シールを示す。
両端部に装着されるエンドキャップ５とからなる。キャ
リッジ本体４の内側面には、前記のように、案内レール
２のボール転動溝２ａと対向するボール転動溝４ａが刻
設されている。また、キャリッジ本体４の肉厚の袖部４
ｂには、ボール転動溝４ａと平行なボール戻り通路であ
るボール挿通孔４ｃが貫設されている。エンドキャップ
５の裏面には、キャリッジ本体４のボール転動溝４ａと
ボール挿通孔４ｃとを連接連通してボール６の移動方向
を転換する半円溝（図示せず。）が形成されている。こ
のボール転動溝４ａ、ボール挿通孔４ｃ及び半円溝が相
俟って、ボール６の無限循環路８が形成される。なお、
符号７は、エンドキャップ５の外面に装着されるサイド
シールを示す。
【００１４】図３は、無限循環路８内に充填された状態
のボール６、スペーサ１０及びスペーサボール１２を示
している。具体的に説明すると、隣り合うボール６同士
の間に金属やプラスチック等からなる円柱状のスペーサ
１０が配設され、始端のボール６Ａと終端のボール６Ｂ
との隙間にボール６の呼び直径より僅かに小さい直径を
有するスペーサボール１２が介挿されている。なお、図
３では、スペーサボール１２はボール６の直径と比較し
てかなり小さく描かれているが、これは説明の便宜のた
めであり、後述するように、スペーサボール１２の直径
は、実際には、ボール６の直径よりも僅かに小さいもの
が適合するように、始端と終端のボールの隙間の数値が
設定される。
のボール６、スペーサ１０及びスペーサボール１２を示
している。具体的に説明すると、隣り合うボール６同士
の間に金属やプラスチック等からなる円柱状のスペーサ
１０が配設され、始端のボール６Ａと終端のボール６Ｂ
との隙間にボール６の呼び直径より僅かに小さい直径を
有するスペーサボール１２が介挿されている。なお、図
３では、スペーサボール１２はボール６の直径と比較し
てかなり小さく描かれているが、これは説明の便宜のた
めであり、後述するように、スペーサボール１２の直径
は、実際には、ボール６の直径よりも僅かに小さいもの
が適合するように、始端と終端のボールの隙間の数値が
設定される。
【００１５】スペーサ１０の構成について説明する。図
４に示すように、スペーサ１０の軸方向両端面にはボー
ル６の球面に倣った凹面２０，２０が形成されており、
この凹面２０，２０に隣り合うボール６，６がそれぞれ
摺動可能に嵌り込むようになっている。図５に部分的に
拡大して示したように、このスペーサ１０の凹面２０に
は、クレータ状のオイルポケットＰを設けるための複数
の突条部２２が形成されている。このオイルポケットＰ
に滞溜した潤滑剤（グリース又はオイル）によって、ボ
ール６の表面と突条部２２との摺動に伴う摩擦が低減さ
れるとともに、ボール６の球面に転写された潤滑剤が無
限循環路８全体に行き渡る。図６に、スペーサ１０の第
２実施形態の部分拡大図を示す。軸方向両端面の全体と
してボール６の球面に倣った凹面２０′には複数の比較
的小さい窪み２４が形成され、この窪み２４がオイルポ
ケットＰ′として機能する。図７に、スペーサ１０の第
３実施形態の軸方向断面図を示す。この実施形態のスペ
ーサ１０は、凹面２０にオイルポケットを設けず、軸方
向中心に貫通孔２６を設けている。この貫通孔２６に潤
滑剤が滞溜して、オイルポケットの機能を果たす。な
お、潤滑剤は、スペーサの凹面等に設けたオイルポケッ
トだけでなく、スペーサ１０の外周面と無限循環路８の
内壁とによって形成された空間Ｒ内にも保持される（図
３参照）。このため、潤滑剤の保持能力が向上し、長期
に亘って潤滑剤の供給が不要、すなわち、長期間のメイ
ンテナンスフリーが可能となる。
４に示すように、スペーサ１０の軸方向両端面にはボー
ル６の球面に倣った凹面２０，２０が形成されており、
この凹面２０，２０に隣り合うボール６，６がそれぞれ
摺動可能に嵌り込むようになっている。図５に部分的に
拡大して示したように、このスペーサ１０の凹面２０に
は、クレータ状のオイルポケットＰを設けるための複数
の突条部２２が形成されている。このオイルポケットＰ
に滞溜した潤滑剤（グリース又はオイル）によって、ボ
ール６の表面と突条部２２との摺動に伴う摩擦が低減さ
れるとともに、ボール６の球面に転写された潤滑剤が無
限循環路８全体に行き渡る。図６に、スペーサ１０の第
２実施形態の部分拡大図を示す。軸方向両端面の全体と
してボール６の球面に倣った凹面２０′には複数の比較
的小さい窪み２４が形成され、この窪み２４がオイルポ
ケットＰ′として機能する。図７に、スペーサ１０の第
３実施形態の軸方向断面図を示す。この実施形態のスペ
ーサ１０は、凹面２０にオイルポケットを設けず、軸方
向中心に貫通孔２６を設けている。この貫通孔２６に潤
滑剤が滞溜して、オイルポケットの機能を果たす。な
お、潤滑剤は、スペーサの凹面等に設けたオイルポケッ
トだけでなく、スペーサ１０の外周面と無限循環路８の
内壁とによって形成された空間Ｒ内にも保持される（図
３参照）。このため、潤滑剤の保持能力が向上し、長期
に亘って潤滑剤の供給が不要、すなわち、長期間のメイ
ンテナンスフリーが可能となる。
【００１６】上記の３つの実施形態のスペーサ１０では
凹面２０等にオイルポケットを設けたが、スペーサを自
己潤滑性材料として知られている含油焼結合金やテフロ
ン（四ふっ化エチレン）等で形成してもよい。この場
合、ボール６がスペーサ１０の凹面２０と摺動すること
によって自然に潤滑が行なわれているので、スペーサ１
０の凹面２０等に特別な加工を施す必要がない。また、
スペーサ１０を、潤滑剤を含有させたプラスチック、又
は潤滑剤を含浸させることができる多孔質プラスチック
で形成してもよい。この場合も、スペーサ１０の凹面２
０等に特別な加工を施す必要がない。なお、潤滑剤含有
プラスチック、及び多孔質プラスチックは、それぞれ、
特公昭４７−３４５５号公報及び特開昭６１−２８３６
３４号公報に記載されているように周知であり、本発明
の要旨ではないからその説明を省略する。
凹面２０等にオイルポケットを設けたが、スペーサを自
己潤滑性材料として知られている含油焼結合金やテフロ
ン（四ふっ化エチレン）等で形成してもよい。この場
合、ボール６がスペーサ１０の凹面２０と摺動すること
によって自然に潤滑が行なわれているので、スペーサ１
０の凹面２０等に特別な加工を施す必要がない。また、
スペーサ１０を、潤滑剤を含有させたプラスチック、又
は潤滑剤を含浸させることができる多孔質プラスチック
で形成してもよい。この場合も、スペーサ１０の凹面２
０等に特別な加工を施す必要がない。なお、潤滑剤含有
プラスチック、及び多孔質プラスチックは、それぞれ、
特公昭４７−３４５５号公報及び特開昭６１−２８３６
３４号公報に記載されているように周知であり、本発明
の要旨ではないからその説明を省略する。
【００１７】次に、スペーサ１０の直径Ｓと、隣り合う
ボール６との間隔を決定するスペーサ１０の厚みＴにつ
いて説明する。上記３実施形態のスペーサ１０の直径Ｓ
は、下記の理由から、ボール６の呼び直径Ｄの６０％乃
至８０％とすることが好ましい。 （１）スペーサの厚みＴが小さすぎるとボール６を保持
する領域が狭くなり、最悪の場合には、スペーサ１０が
ボール６から脱落する。 （２）ボール６によるスペーサ１０の保持安定性および
強度等の観点から、スペーサ１０はできるだけ大径であ
ることが好ましい。 （３）しかし、方向転換路（この場合、エンドキャップ
５の半円溝）内をボール６とスペーサ１０とがスムーズ
に循環する観点から、スペーサ１０の直径は制限され
る。
ボール６との間隔を決定するスペーサ１０の厚みＴにつ
いて説明する。上記３実施形態のスペーサ１０の直径Ｓ
は、下記の理由から、ボール６の呼び直径Ｄの６０％乃
至８０％とすることが好ましい。 （１）スペーサの厚みＴが小さすぎるとボール６を保持
する領域が狭くなり、最悪の場合には、スペーサ１０が
ボール６から脱落する。 （２）ボール６によるスペーサ１０の保持安定性および
強度等の観点から、スペーサ１０はできるだけ大径であ
ることが好ましい。 （３）しかし、方向転換路（この場合、エンドキャップ
５の半円溝）内をボール６とスペーサ１０とがスムーズ
に循環する観点から、スペーサ１０の直径は制限され
る。
【００１８】また、隣り合うボール６の間隔を決定する
スペーサ１０の厚みＴ、すなわち、スペーサ１０を介在
させて隣り合うボール６の頂点間の間隔（但し、潤滑剤
の存在は考慮しない）は、（１）無限循環路８内にでき
るだけ多くのボール６を装填して、必要な負荷容量を確
保する観点、及び（２）方向転換路内をボール６とスペ
ーサ１０とがスムーズに循環する観点、から、０．１ｍ
ｍ乃至０．３ｍｍとすることが好ましい。
スペーサ１０の厚みＴ、すなわち、スペーサ１０を介在
させて隣り合うボール６の頂点間の間隔（但し、潤滑剤
の存在は考慮しない）は、（１）無限循環路８内にでき
るだけ多くのボール６を装填して、必要な負荷容量を確
保する観点、及び（２）方向転換路内をボール６とスペ
ーサ１０とがスムーズに循環する観点、から、０．１ｍ
ｍ乃至０．３ｍｍとすることが好ましい。
【００１９】次に、ボール６について説明する。本発明
におけるボール６は主に市販の玉軸受用鋼球を使用する
が、図８に示すように、＃２０００〜＃６０００の砥石
を用いてボール６の球面に針状の微小な凹部２８を多
数、且つ、ランダムに形成してもよい。この針状の微小
な凹部２８が潤滑剤のオイルポケットとして機能するた
め、ボール６の転動に伴い、潤滑剤が常に案内レール２
のボール転動溝２ａ及びキャリッジ３のボール転動溝４
ａに転写される。その結果、ボール６とボール転動溝２
ａ，４ａ間の油膜切れを防止でき、より長寿命のリニア
ガイドウェイを得ることができる。
におけるボール６は主に市販の玉軸受用鋼球を使用する
が、図８に示すように、＃２０００〜＃６０００の砥石
を用いてボール６の球面に針状の微小な凹部２８を多
数、且つ、ランダムに形成してもよい。この針状の微小
な凹部２８が潤滑剤のオイルポケットとして機能するた
め、ボール６の転動に伴い、潤滑剤が常に案内レール２
のボール転動溝２ａ及びキャリッジ３のボール転動溝４
ａに転写される。その結果、ボール６とボール転動溝２
ａ，４ａ間の油膜切れを防止でき、より長寿命のリニア
ガイドウェイを得ることができる。
【００２０】次に、スペーサボール１２について説明す
る。前述したように、無限循環路８内の始端のボール６
Ａと終端のボール６Ｂとの隙間にボール６の呼び直径Ｄ
より僅かに小さい直径を有するスペーサボール１２が介
挿される。このスペーサボール１２の直径は、小さすぎ
ると、キャリッジ３のボール保持器８から脱落したり、
ボール６Ａ又は６Ｂと噛み合ってボール６のスムーズな
循環を阻害する。このため、ボール６の呼び直径Ｄより
２０μｍ乃至４００μｍ小さい直径のスペーサボールを
使用することが好ましい。また、このスペーサボール１
２は、ボール６と同様に、市販の玉軸受用鋼球を使用す
ることができるが、ゴム又は柔軟プラスチック等の弾性
体からなるボールを使用することが好ましい。この理由
は、鋼球の転動寿命の観点から、鋼球同士を接触させる
より鋼球と弾性体ボールを接触させた方がよいからであ
る。
る。前述したように、無限循環路８内の始端のボール６
Ａと終端のボール６Ｂとの隙間にボール６の呼び直径Ｄ
より僅かに小さい直径を有するスペーサボール１２が介
挿される。このスペーサボール１２の直径は、小さすぎ
ると、キャリッジ３のボール保持器８から脱落したり、
ボール６Ａ又は６Ｂと噛み合ってボール６のスムーズな
循環を阻害する。このため、ボール６の呼び直径Ｄより
２０μｍ乃至４００μｍ小さい直径のスペーサボールを
使用することが好ましい。また、このスペーサボール１
２は、ボール６と同様に、市販の玉軸受用鋼球を使用す
ることができるが、ゴム又は柔軟プラスチック等の弾性
体からなるボールを使用することが好ましい。この理由
は、鋼球の転動寿命の観点から、鋼球同士を接触させる
より鋼球と弾性体ボールを接触させた方がよいからであ
る。
【００２１】ここで、ボール６、スペーサ１０及びスペ
ーサボール１２の組み入れ方法を説明する。無限循環路
８内に、ボール６とスペーサ１０を交互に組み入れる。
最後に、生じた隙間の大きさに対応する直径のスペーサ
ボール１２を組み入れて隙間をできるだけ小さくする。
なお、無限循環路８の全長およびボール６の呼び直径か
ら生じる隙間の大きさを概算できるから、前以て使用す
る直径のスペーサボール１２を準備しておくことができ
る。
ーサボール１２の組み入れ方法を説明する。無限循環路
８内に、ボール６とスペーサ１０を交互に組み入れる。
最後に、生じた隙間の大きさに対応する直径のスペーサ
ボール１２を組み入れて隙間をできるだけ小さくする。
なお、無限循環路８の全長およびボール６の呼び直径か
ら生じる隙間の大きさを概算できるから、前以て使用す
る直径のスペーサボール１２を準備しておくことができ
る。
【００２２】理解を容易にするため、具体的数値を挙げ
て説明する。例えば、呼び型番Ｈ３５標準タイプの場
合、呼び直径１／４インチ（呼び直径６．３５ｍｍ）の
鋼球が一つの無限循環路内に３０個装填され、生じる隙
間は約５．３ｍｍとなっている。直径Ｓ＝５ｍｍ、厚み
Ｔ＝０．２ｍｍのスペーサ（長さＬ＝２．２ｍｍ）を隣
り合う鋼球同士の間に配設した場合、無限循環路に鋼球
２９個とスペーサ２８個を装填でき、生じる隙間は６．
０５ｍｍとなる。この隙間に市販の呼び６ｍｍ鋼球を介
挿すれば、スペーサが鋼球から離脱することなくスムー
ズに循環する。なお、鋼球１個分だけ負荷容量が低下す
るが、実用上の問題はない。
て説明する。例えば、呼び型番Ｈ３５標準タイプの場
合、呼び直径１／４インチ（呼び直径６．３５ｍｍ）の
鋼球が一つの無限循環路内に３０個装填され、生じる隙
間は約５．３ｍｍとなっている。直径Ｓ＝５ｍｍ、厚み
Ｔ＝０．２ｍｍのスペーサ（長さＬ＝２．２ｍｍ）を隣
り合う鋼球同士の間に配設した場合、無限循環路に鋼球
２９個とスペーサ２８個を装填でき、生じる隙間は６．
０５ｍｍとなる。この隙間に市販の呼び６ｍｍ鋼球を介
挿すれば、スペーサが鋼球から離脱することなくスムー
ズに循環する。なお、鋼球１個分だけ負荷容量が低下す
るが、実用上の問題はない。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、 （１）ボール同士が接触しないから、ボールの相互接触
に起因する周波数が比較的高い騒音や振動、或いは早期
摩耗を防止でき、リニアガイドウェイとしての案内精度
と寿命を維持することができる。 （２）軽予圧を付与したリニアガイドウェイを垂直に取
り付けた場合、上方に位置するボールが落下して下方に
位置するボールに衝突することがないから、衝突による
不快な騒音が発生しない。また、ボールの球面に微小な
打痕が生じないから、リニアガイドウェイとしての安定
した案内精度を維持することができる。
に起因する周波数が比較的高い騒音や振動、或いは早期
摩耗を防止でき、リニアガイドウェイとしての案内精度
と寿命を維持することができる。 （２）軽予圧を付与したリニアガイドウェイを垂直に取
り付けた場合、上方に位置するボールが落下して下方に
位置するボールに衝突することがないから、衝突による
不快な騒音が発生しない。また、ボールの球面に微小な
打痕が生じないから、リニアガイドウェイとしての安定
した案内精度を維持することができる。
【００２４】（３）スペーサボールだけを使用した場合
のように、リニアガイドウェイの負荷容量が低下するこ
とはない。 （４）ボールがスペーサの両端部に設けた凹面から離脱
することがないから、ロック現象およびロック現象に起
因するスペーサの破損を防止でき、ボールのスムーズな
転動を維持することができる。 （５）スペーサが互いに連結されず独立しているので、
ボールチェーンの場合のようなキャリッジの無限循環路
への余分な加工を要しない。また、キャリッジの長さに
制限されず、個々の製品に柔軟に対応することができ
る。
のように、リニアガイドウェイの負荷容量が低下するこ
とはない。 （４）ボールがスペーサの両端部に設けた凹面から離脱
することがないから、ロック現象およびロック現象に起
因するスペーサの破損を防止でき、ボールのスムーズな
転動を維持することができる。 （５）スペーサが互いに連結されず独立しているので、
ボールチェーンの場合のようなキャリッジの無限循環路
への余分な加工を要しない。また、キャリッジの長さに
制限されず、個々の製品に柔軟に対応することができ
る。
【００２５】（６）スペーサの凹面若しくは軸方向中心
孔及び／又はボールの表面にオイルポケットを設けるこ
とにより、ボールの転動に伴って、ボールの球面に転写
された潤滑剤が無限循環路全体に行き渡る。また、ボー
ルの球面とボール転動溝間の油膜切れを防止でき、より
長寿命のリニアガイドウェイを得ることができる。 （７）オイルポケットだけでなく、スペーサの外周面と
無限循環路の内壁とによって形成された空間内にも潤滑
剤が保持されるため、長期に亘って潤滑剤の供給が不
要、すなわち、メインテナンスフリーが可能となる。 （８）スペーサの厚みを０．１ｍｍ乃至０．３ｍｍとす
れば、無限循環路内に多数のボールを装填でき、必要な
負荷容量を確保できる。 （９）スペーサを自己潤滑性材料、又は潤滑剤を含有若
しくは含浸させたプラスチックで形成すれば、スペーサ
の凹面等に特別な加工を施す必要がない。 （１０）ボールの呼び直径より２０μｍ乃至４００μｍ
小さい直径のスペーサボールを使用すれば、スペーサボ
ールがキャリッジから脱落したり、ボールのスムーズな
循環が阻害されることはない。 （１１）弾性体からなるスペーサボールを使用すれば、
鋼球の転動寿命を長くすることができる。 （１２）スペーサボールを使用することで、大きさが異
なるスペーサを用意する必要がない。
孔及び／又はボールの表面にオイルポケットを設けるこ
とにより、ボールの転動に伴って、ボールの球面に転写
された潤滑剤が無限循環路全体に行き渡る。また、ボー
ルの球面とボール転動溝間の油膜切れを防止でき、より
長寿命のリニアガイドウェイを得ることができる。 （７）オイルポケットだけでなく、スペーサの外周面と
無限循環路の内壁とによって形成された空間内にも潤滑
剤が保持されるため、長期に亘って潤滑剤の供給が不
要、すなわち、メインテナンスフリーが可能となる。 （８）スペーサの厚みを０．１ｍｍ乃至０．３ｍｍとす
れば、無限循環路内に多数のボールを装填でき、必要な
負荷容量を確保できる。 （９）スペーサを自己潤滑性材料、又は潤滑剤を含有若
しくは含浸させたプラスチックで形成すれば、スペーサ
の凹面等に特別な加工を施す必要がない。 （１０）ボールの呼び直径より２０μｍ乃至４００μｍ
小さい直径のスペーサボールを使用すれば、スペーサボ
ールがキャリッジから脱落したり、ボールのスムーズな
循環が阻害されることはない。 （１１）弾性体からなるスペーサボールを使用すれば、
鋼球の転動寿命を長くすることができる。 （１２）スペーサボールを使用することで、大きさが異
なるスペーサを用意する必要がない。
【図１】 リニアガイドウェイの断面図。
【図２】 図１のキャリッジの平面図。
【図３】 無限循環路内に充填された状態のボール、ス
ペーサ及びスペーサボールを示す模式図。
ペーサ及びスペーサボールを示す模式図。
【図４】 スペーサの側面図。
【図５】 図４のスペーサの部分拡大断面図。
【図６】 スペーサの第２実施形態の部分拡大断面図。
【図７】 スペーサの第３実施形態の軸方向断面図。
【図８】 ボールの第２実施形態の正面図。
１ リニアガイドウェイ ２ 案内レール ２ａ ボール転動溝 ３ キャリッジ ４ａ ボール転動溝 ６ ボール ６Ａ 始端のボール ６Ｂ 終端のボール ８ 無限循環路 １０ スペーサ １２ スペーサボール ２０，２０′ 凹面 ２８ 凹部 Ｄ ボールの呼び直径 Ｓ スペーサの直径 Ｔ スペーサの厚み Ｐ，Ｐ′ オイルポケット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J101 AA02 AA33 AA44 AA52 AA64 BA12 BA13 BA20 CA14 EA31 FA01 FA04 FA31 FA48 FA60 GA31 GA41 GA51 3J104 AA03 AA19 AA23 AA36 AA64 AA69 AA74 AA76 BA13 BA15 BA16 CA13 DA05 DA06 DA17
Claims (8)
- 【請求項１】 両側面に軸方向のボール転動溝を有する
長尺の案内レールと、該案内レール上に移動可能に跨架
されるとともに前記ボール転動溝と対向するボール転動
溝を内側面に有し且つ該ボール転動溝を含む無限循環路
が形成されたキャリッジと、該キャリッジの無限循環路
内を転動するとともに前記両ボール転動溝内で負荷を支
承する多数のボールとを具えたリニアガイドウェイにお
いて、 両端部に前記ボールの球面に倣った凹面が形成されたス
ペーサが隣り合う前記ボール同士の間に配設され、 前記スペーサを配設することにより生じた前記ボールの
始端と終端との隙間に該ボールの呼び直径より小さい直
径を有するスペーサボールが介挿されていることを特徴
とする、 リニアガイドウェイ。 - 【請求項２】 前記スペーサの凹面にオイルポケットが
設けられている、請求項１のリニアガイドウェイ。 - 【請求項３】 前記スペーサが円柱状又は円盤状であ
り、該スペーサの直径が前記ボールの呼び直径の６０％
乃至８０％である、請求項１又は２のリニアガイドウェ
イ。 - 【請求項４】 前記スペーサを介在させて隣り合う前記
ボールの頂点の間隔が０．１ｍｍ乃至０．３ｍｍであ
る、請求項１，２又は３のリニアガイドウェイ。 - 【請求項５】 前記スペーサが自己潤滑性材料、又は潤
滑剤を含有若しくは含浸させたプラスチックで形成され
ている、請求項１，３又は４のリニアガイドウェイ。 - 【請求項６】 前記ボールの表面に複数且つランダムに
凹部が形成されている、請求項１，３又は４のリニアガ
イドウェイ。 - 【請求項７】 前記スペーサボールの直径が前記ボール
の呼び直径より２０μｍ乃至４００μｍ小さい、請求項
１のリニアガイドウェイ。 - 【請求項８】 前記スペーサボールが弾性体からなる、
請求項１のリニアガイドウェイ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11108066A JP2000297816A (ja) | 1999-04-15 | 1999-04-15 | リニアガイドウェイ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11108066A JP2000297816A (ja) | 1999-04-15 | 1999-04-15 | リニアガイドウェイ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000297816A true JP2000297816A (ja) | 2000-10-24 |
Family
ID=14475030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11108066A Pending JP2000297816A (ja) | 1999-04-15 | 1999-04-15 | リニアガイドウェイ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000297816A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105003540A (zh) * | 2006-03-10 | 2015-10-28 | Ntn株式会社 | 衬垫 |
| CN112240345A (zh) * | 2019-07-16 | 2021-01-19 | 陈鹏任 | 线性滑轨装置 |
| WO2024071273A1 (ja) * | 2022-09-28 | 2024-04-04 | 日本精工株式会社 | 摺動部材 |
-
1999
- 1999-04-15 JP JP11108066A patent/JP2000297816A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105003540A (zh) * | 2006-03-10 | 2015-10-28 | Ntn株式会社 | 衬垫 |
| US9732734B2 (en) | 2006-03-10 | 2017-08-15 | Ntn Corporation | Roller bearing, retainer segment, spacer and main shaft support structure of wind-power generator |
| US10190576B2 (en) | 2006-03-10 | 2019-01-29 | Ntn Corporation | Roller bearing, retainer segment, spacer and main shaft support structure of wind-power generator |
| CN112240345A (zh) * | 2019-07-16 | 2021-01-19 | 陈鹏任 | 线性滑轨装置 |
| WO2024071273A1 (ja) * | 2022-09-28 | 2024-04-04 | 日本精工株式会社 | 摺動部材 |
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