JP2000304044A - リニアガイド装置 - Google Patents

リニアガイド装置

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JP2000304044A
JP2000304044A JP11115784A JP11578499A JP2000304044A JP 2000304044 A JP2000304044 A JP 2000304044A JP 11115784 A JP11115784 A JP 11115784A JP 11578499 A JP11578499 A JP 11578499A JP 2000304044 A JP2000304044 A JP 2000304044A
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linear guide
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bearing race
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JP11115784A
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Futoshi Yamamoto
太 山本
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Nok Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガタなく滑らかに走行動作することが可能で
あって、軽量で安価なリニアガイド装置を提供する。 【解決手段】 固定部1に設けた凹溝3内に配置される
一対のベアリングレース5と、前記凹溝3と対向するよ
うに移動部2に設けた凹溝4内に配置される一対のベア
リングレース6と、前記二対四本のベアリングレース
5,6の間に転動自在に配置される所要数の転動体8
と、前記移動部2の側面から前記凹溝4の底面に貫通配
置された所要数の調整ネジ10とを有し、前記調整ネジ
10の端面に形成された平面部10aと、前記ベアリン
グレース6の外周に形成された平面部6aとが互いに接
触する構造を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、リニアガイド装置
の改良に関し、特に、軽荷重の条件下で使用されるのに
適したリニアガイド装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般産業向けの組立設備または加工設備
等において、リニアガイド装置は、それほどの高精度を
必要とせず、かつ軽荷重の条件下で使用されることが多
い。
【0003】このような用途には、従来から、図8に示
すように、軽量でかつ加工性に優れたアルミニウム合金
等の材料によって製作したスライダ51およびガイドレ
ール52の左右にそれぞれ凹溝53,54を互いに対向
するように設け、この凹溝53,54内にそれぞれ丸棒
状を呈する一対のベアリングレース55,56を配置
し、この二対四本のベアリングレース55,56の間に
転動体であるボール57を所要数転動自在に介装し、更
にベアリングレース55,56とボール57との間の隙
間を調整する調整ネジ58をスライダ51の外側側面か
ら凹溝53に向けてねじ込んで押圧部材59を移動さ
せ、この押圧部材59の移動によりベアリングレース5
5を押圧するようにしたリニアガイド装置が知られてい
る(特開昭49−80448号公報参照)。
【0004】しかしながら、この従来技術においては、
押圧部材59とベアリングレース55とが前者の平面と
後者の曲線とで接触するために接触部に発生する応力が
大きいところ、一方のベアリングレース55は高炭素ク
ロム軸受鋼またはマルテンサイト系ステンレス鋼等の硬
質な丸棒材または線材によって製作されて熱処理が施さ
れているが、他方の押圧部材59は冷間圧延鋼板等の軟
質な薄板材によって製作されている。したがって押圧部
材59の機械的強度が低く、当該装置が支持することの
できる荷重が小さく、用途が限定されると云う不都合が
ある。また硬質な薄板材の入手が困難であることに関連
して硬質な厚板材、角材または丸棒材によって押圧部材
59を製作すると、製作コストが高くなると云う不都合
もある。
【0005】また、押圧部材59に反りがあると、以下
のような不都合がある。
【0006】すなわち先ず、調整ネジ58と接触してい
ない部分で押圧部材59が更にベアリングレース55を
押圧することがあるために、このような場合には当該装
置が滑らかに走行動作しない。また調整ネジ58と押圧
部材59とが接触している部分だけで押圧部材59とベ
アリングレース55とが接触すると、該部に介在してい
るボール57に荷重が集中するために、このボール58
の寿命に良くない影響が及ぼされる。また調整ネジ58
と押圧部材59とが接触している部分で押圧部材59と
ベアリングレース55とが接触していないと、当該装置
の組付けおよび走行動作にガタが発生することがある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の点に鑑
み、ガタなく滑らかに動作することが可能であって、更
に軽量で安価なリニアガイド装置を提供することを目的
とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の請求項1によるリニアガイド装置は、固定
部に設けた凹溝内に配置される一対のベアリングレース
と、前記凹溝と対向するように移動部に設けた凹溝内に
配置される一対のベアリングレースと、前記二対四本の
ベアリングレースの間に転動自在に配置される所要数の
転動体と、前記移動部の側面から前記凹溝の底面に貫通
配置された所要数の調整ネジとを有し、前記調整ネジの
端面に形成された平面部と、前記ベアリングレースの外
周に形成された平面部とが互いに接触する構造を備えた
ことを特徴とするものである。
【0009】また、本発明の請求項2によるリニアガイ
ド装置は、上記した請求項1のリニアガイド装置におい
て、移動部に設けた凹溝内に配置されるベアリングレー
スと転動体との接触部の法線と、前記ベアリングレース
と前記凹溝との接触部の法線とが交差する点を通る水平
線の上下で、少なくとも一つの調整ネジが前記ベアリン
グレースに対して接触する構造を備えたことを特徴とす
るものである。
【0010】また、本発明の請求項3によるリニアガイ
ド装置は、同じく上記した請求項1のリニアガイド装置
において、移動部に設けた凹溝内に配置される一対のベ
アリングレースの双方に対して少なくとも一つの調整ネ
ジが接触する構造を備えたことを特徴とするものであ
る。
【0011】上記構成を備えた本発明の請求項1による
リニアガイド装置においては、上記構成により所要数の
調整ネジがベアリングレースを直接押圧する。したがっ
てベアリングレースと転動体との間に必要以上の力が作
用せず、隙間も発生しないために、動作が円滑で、ガタ
の発生もない。また調整ネジとベアリングレースとが互
いに平面で接触するために、大きな荷重を作用させても
接触部にへたりが発生することがない。
【0012】またこれに加えて、上記構成を備えた本発
明の請求項2によるリニアガイド装置においては、移動
部に設けた凹溝内に配置されるベアリングレースと転動
体との接触部の法線と、ベアリングレースと凹溝との接
触部の法線とが交差する点を通る水平線の上下で、少な
くとも一つの調整ネジがベアリングレースに対して接触
するように構成されているために、組立時に調整ネジの
平面部とベアリングレースの平面部とが互いに平行でな
くても、調整ネジをねじ込むことによりベアリングレー
スが回動してその平面部が調整ネジの平面部に倣い、両
者が平面同士で接触する。したがって接触部にへたりが
発生することがない。
【0013】更にまた、上記構成を備えた本発明の請求
項3によるリニアガイド装置においては、移動部に設け
た凹溝内に配置される一対のベアリングレースの双方が
少なくとも一つの調整ネジに対して接触するように構成
されているために、凹溝の長手方向に沿って配置される
所要数の調整ネジのねじ込み具合で、移動部と固定部と
の相対位置が変化することがない。
【0014】
【発明の実施の形態】つぎに本発明の実施形態を図面に
したがって説明する。
【0015】第一実施形態・・・図1は、当該実施形態
に係るリニアガイド装置の斜視図、図2は分解斜視図、
図3は横断面図、図4は縦断面図、図5はその要部拡大
図である。
【0016】図1および図2に示すように、当該リニア
ガイド装置は先ず、固定部であるガイドレール1および
移動部であるスライダ2を有しており、ガイドレール1
の上面にその全長に亙って設けられた凸部1aの両外側
面にそれぞれ、軸方向に延びる凹溝3がガイドレール1
の全長に亙って設けられており、ガイドレール1に跨乗
配置される逆凹字形のスライダ2の両内側面にそれぞ
れ、前記凹溝3に相対応して凹溝4がスライダ2の全長
に亙って設けられている。
【0017】ガイドレール1およびスライダ2はそれぞ
れ、軽量でかつ耐食性および加工性に優れたアルミニウ
ム合金等の材料によって成形されており、特にガイトレ
ール1は、押出し材の段階で肉厚の略中央に貫通孔16
が形成される関係上、押出し加工性に優れたA6063
等の耐食アルミニウム合金によって成形されるのが好ま
しい。またスライダ2には集中応力の発生する部分があ
ることから、このスライダ2は機械的強度に優れたA7
075等の高力アルミニウム合金によって成形されるの
が好ましい。ガイドレール1およびスライダ2はそれぞ
れ押出し材の段階で断面形状の成形が完了しており、よ
って後(あと)は、それぞれを所要の長さに切断し、タ
ップ加工や仕上げ加工等を施すことにより容易に成形さ
れる。また押出し材の段階で所要の熱処理や表面処理等
を行なうことから、製作コストを大幅に低減させること
が可能である。
【0018】図4および図5に示すように、ガイドレー
ル1側の凹溝3の底部にそれぞれ、断面円形または略円
形を呈する棒状のベアリングレース5が上下一対配置さ
れており、このベアリングレース5がそれぞれ周面の一
部において、凹溝3の上下隅部に設けた断面円弧形の円
弧部3aと摺動可能に接触している。円弧部3aの径は
ベアリングレース5の径と等しいか、またはベアリング
ケース5の径より僅かに大きく形成されており、よって
円弧部同士が接触するこの接触構造は、円弧部と平面と
が接触する場合と比較して、接触部に発生する応力が著
しく低減されている。
【0019】スライダ2側の一方の凹溝(図4における
右側の凹溝)4の底部には、軸方向に延びる平面部6a
を周面の一部に備えた断面略D字形を呈する棒状のベア
リングレース6が上下一対配置されており、このベアリ
ングレース6がそれぞれ平面部6a以外の円弧部6bに
おいて凹溝4の平面状の側壁部4aと摺動可能に接触し
ている。このように円弧部6bと平面状の側壁部4aと
を接触させる場合には接触部に集中応力が発生すること
があるが、当該リニアガイド装置ではスライダ2が高力
アルミニウム合金によって成形されるとともにT6等の
熱処理を施されているために、必要な機械的強度が十分
に確保されている。
【0020】また、スライダ2側の他方の凹溝(図4に
おける左側の凹溝)4の底部には、断面円形または略円
形を呈する棒状のベアリングレース7が上下一対配置さ
れており、このベアリングレース7がそれぞれ周面の一
部において、凹溝4の上下隅部に設けた断面円弧形の円
弧部4bと摺動可能に接触している。円弧部4bの径は
ベアリングレース7の径と等しいか、またはベアリング
ケース7の径より僅かに大きく形成されており、よって
円弧部同士が接触するこの接触構造は、円弧部と平面と
が接触する場合と比較して、接触部に発生する応力が著
しく低減されている。
【0021】上記構成によってベアリングレース5,
6、5,7が二対四本一組で田の字形に配置されてお
り、このベアリングレース5,6、5,7の間にそれぞ
れ転動体であるボール8が所要数一列に並べられて転動
自在に介装されている。ボール8はそれぞれベアリング
レース5,7の周面またはベアリングレース6の円弧部
6bと転動自在に接触している。
【0022】ベアリングレース5,6,7およびボール
8はそれぞれ、必要な強度を確保するために高炭素クロ
ム軸受鋼またはマルテンサイト系ステンレス鋼等の硬質
の材料によって成形されるとともに、熱処理後、研磨に
よって精密な仕上げ加工が施されており、よって当該装
置の精度および剛性を向上させている。
【0023】スライダ2側の一方の凹溝4の底面に向け
てスライダ2の一方の外側側面から直角にネジ孔9が設
けられていて、このネジ孔9が凹溝4の長手方向に沿っ
て複数(図では四箇所)設けられており、このネジ孔9
にそれぞれ調整ネジ10が軸方向進退可能にねじ込まれ
ている。調整ネジ10の軸端(先端部)には平面部10
aが設けられていて、この平面部10aがベアリングレ
ース6の外周に設けた平面部6aと互いに接触してい
る。したがってこの調整ネジ10をねじ込んだり戻した
りすることによりベアリングレース5,6とボール8と
の接触状態を調整することが可能である。
【0024】また、当該装置においては、スライダ2に
設けた一方の凹溝4内に配置されたベアリングレース6
とボール8との接触部の法線H,Hと、このベアリ
ングレース6と凹溝4の側壁部4aとの接触部の法線H
,Hとが交差する点を通る二本の水平線H,H
の上下(上側の水平線Hの上側および下側の水平線H
の下側)で、少なくとも一つの調整ネジ10がベアリ
ングレース6に対して接触する構造とされており、また
スライダ2に設けた一方の凹溝4内に配置された一対の
ベアリングレース6の双方が少なくとも一つの同一の調
整ネジ10に対して接触する構造とされている。これ
は、図示したように、上側のベアリングレース6とボー
ル8との接触部の法線Hとこのベアリングレース6と
凹溝4の側壁部4aとの接触部の法線Hとが交差する
点を通る水平線Hと、下側のベアリングレース6とボ
ール8との接触部の法線Hとこのベアリングレース6
と凹溝4の側壁部4aとの接触部の法線Hとが交差す
る点を通る水平線Hとの間隔Lより、両ベアリング
レース6に対する調整ネジ10の平面部10aの接触幅
の方が大きく設定されている結果である。
【0025】ガイドレール1側の凹溝3の底部に配置さ
れたベアリングレース5の両端部にそれぞれ鍋子ネジ1
1が装着されるとともに、スライダ2の両端部にそれぞ
れ端板12が鍋子ネジ13によって固定されており、こ
れによりボール8の脱落が防止されている。
【0026】また、スライダ2の上面に、ツールや治具
等のワークを連結するための雌ネジ状の取付部14が設
けられており、ガイドレール1に、当該装置を設備等に
固定したり当該装置に付属機器を取り付けたりするため
の孔状または雌ネジ状の取付部15が設けられている。
【0027】また、ガイドレール1にその全長に亙って
貫通孔16が設けられるとともに、この貫通孔16と交
差するように長孔状の開口部17が設けられており、こ
の開口部17が凸部1aの上面に開口している。また上
端部に雄ネジ19を刻設したピン状の係合部材18が開
口部17を上下に貫通して、スライダ2の略中央にスラ
イダ2上面に直交して刻設された雌ネジ20にねじ込ま
れてスライダ2に結合されており、この係合部材18の
下端部がピストン21の軸方向略中央に形成された係合
孔22に若干の軸方向の遊びをもって差込み係合されて
いる。ピストン21は貫通孔16の内部に配置されてお
り、その両端部に一対の第二ピストン23が配置されて
いる。この第二ピストン23の外周にはそれぞれピスト
ンシール24が装着されている。貫通孔16の両端部は
それぞれ閉止部材25によって閉塞されており、この閉
止部材25の外周にそれぞれOリング等のパッキン26
が装着されている。閉止部材25はそれぞれ穴用止め輪
27によって固定されている。
【0028】貫通孔16の内部は、第二ピストン23お
よびピストン21によって一対のシリンダ室28に仕切
られている。ガイドレール1の側面に一対の配管ポート
29が設けられており、この配管ポート29がそれぞれ
オリフィス30を介して一方のシリンダ室28に連通し
ている。そして、この配管ポート29およびオリフィス
30を介して一方のシリンダ室28に作動流体圧である
圧縮空気を供給するとともに他方のシリンダ室28を大
気開放すると、その圧力によって第二ピストン23およ
びピストン21が一体に貫通孔16内を軸方向一方に移
動し、この動きに係合部材18を介してスライダ2が従
動する。係合部材18が開口部17の周縁部に当接する
と、ストロークエンドに達して移動が停止する。また反
対に、配管ポート29およびオリフィス30を介して他
方のシリンダ室28に作動流体圧である圧縮空気を供給
するとともに一方のシリンダ室28を大気開放すると、
その圧力によって第二ピストン23およびピストン21
が一体に貫通孔16内を軸方向他方に移動し、この動き
に係合部材18を介してスライダ2が従動する。係合部
材18が開口部17の周縁部に当接すると、ストローク
エンドに達して移動が停止する。
【0029】上記構成のリニアガイド装置は、スライダ
2の上面にツールや治具等の各種のワークを搭載してこ
れを直線的に移動させるものであって、上記構成により
以下の作用効果を奏する点に特徴を有している。
【0030】すなわち先ず第一に、上記構成により複数
(図では四つ)の調整ネジ10がベアリングレース6を
直接押圧するとともに、調整ネジ10の端面に形成した
平面部10aとベアリングレース6の外周に形成した平
面部6aとが互いに面接触するために、当該リニアガイ
ド装置の支持することのできる荷重を大きく設定するこ
とができる。またベアリングレース5,6,7とボール
8との接触部に必要以上の力が作用することがなく、確
実に隙間をなくすことができるために、円滑に動作し、
かつガタのないリニアガイド装置を容易に製作すること
ができる。
【0031】また、当該リニアガイド装置の構成部品か
ら上記従来技術における押圧部材が省略されているため
に、この分、製作コストを低減させることができ、また
リニアガイド装置をその幅方向に小さくすることができ
る。
【0032】また、スライダ2に設けた一方の凹溝A内
に配置された上下一対のベアリングレース6とボール8
との接触部の法線H,Hと、このベアリングレース
6と凹溝4の側壁部4aとの接触部の法線H,H
が交差する点を通る二本の水平線H,Hの上下で、
調整ネジ10とベアリングレース6とが互いに接触する
ために、組立時に調整ネジ10の平面部10aとベアリ
ングレース6の平面部6aとが互いに平行でなくても、
調整ネジ10をねじ込むことによってベアリングレース
6が回動し、ベアリングレース6の平面部6aが調整ネ
ジ10の平面部10aに倣って互いに面接触する。した
がって接触部に発生する応力を低減させることができ、
接触部にへたりが発生するのを防止することができる。
【0033】また、スライダ2に設けた一方の凹溝4内
に配置された上下一対のベアリングレース6の双方に対
して同一の調整ネジ10が接触するために、凹溝4の長
手方向に沿って配置された複数の調整ネジ10のねじ込
み具合で、スライダ2とガイトレール1との相対位置が
変化するのを防止することができる。
【0034】尚、上記第一実施形態に係るリニアガイド
装置は、その一部の構成を以下のようにすることも考え
られる。
【0035】第二実施形態・・・図6に示すように、ス
ライダ2側の一方凹溝4内に配置されるとともに調整ネ
ジ10と組み合わされる上下一対のベアリングレース6
にそれぞれ、その周面の一部に設けた平面部6aと直交
する第二の平面部6cを設け、この第二の平面部6cを
凹溝4の平面状の側壁部4aに摺動可能に当接させる。
このようにするとワークの重量等による荷重作用時にス
ライダ2に発生する応力が一層低下するために、スライ
ダ2を耐食アルミニウム合金で製作することがてきる
上、当該装置が支持することのできる荷重を一層大きく
することができる。この第二実施形態に係るリニアガイ
ド装置の他の構成および作用効果は上記第一実施形態と
同じである。
【0036】第三実施形態・・・また、図7に示すよう
に、スライダ2側の一方の凹溝4内に配置されるととも
に調整ネジ10と組み合わされる上下一対のベアリング
レース6にそれぞれ、その周面の一部に設けた平面部6
aと直交する第二の平面部6cを設け、この第二の平面
部6cを凹溝4の平面状の側壁部4aに摺動可能に当接
させる。また全てのベアリングレース5,6,7の周面
の一部にそれぞれ転動体であるボール8と接触する平面
部5a,6d,7aを設ける。このようにすると、当該
装置が支持することのできる荷重を更に一層大きくする
ことができるとともに、リニアガイド装置を一層小型化
することができる。この第三実施形態に係るリニアガイ
ド装置の他の構成および作用効果は上記第一実施形態と
同じである。
【0037】
【発明の効果】本発明は、以下の効果を奏する。
【0038】すなわち先ず、上記構成を備えた本発明の
請求項1によるリニアガイド装置においては、上記構成
により所要数の調整ネジがベアリングレースを直接押圧
するとともに、調整ネジの端面に形成した平面部とベア
リングレースの外周に形成した平面部とが互いに接触す
るために、当該リニアガイド装置の支持することのでき
る荷重を大きく設定することができる。またベアリング
レースと転動体との接触部に必要以上の力が作用するこ
とがなく、確実に隙間をなくすことができるために、円
滑に動作し、かつガタのないリニアガイド装置を容易に
製作することができる。
【0039】また、当該リニアガイド装置の構成部品か
ら上記従来技術における押圧部材が省略されるために、
この分、製作コストを低減させることができ、またリニ
アガイド装置をその幅方向に小さくすることができる。
【0040】またこれに加えて、上記構成を備えた本発
明の請求項2によるリニアガイド装置においては、移動
部に設けた凹溝内に配置されたベアリングレースと転動
体との接触部の法線と、このベアリングレースと凹溝と
の接触部の法線とが交差する点を通る水平線の上下で、
調整ネジがベアリングレースに対して接触するように構
成されているために、組立時に調整ネジの平面部とベア
リングレースの平面部とが互いに平行でなくても、調整
ネジをねじ込むことによってベアリングレースが回動し
てその平面部が調整ネジの平面部に倣って互いに面接触
する。したがって接触部に発生する応力を低減させるこ
とができ、接触部にへたりが発生するのを防止すること
ができる。
【0041】また、上記構成を備えた本発明の請求項3
によるリニアガイド装置においては、移動部に設けた凹
溝内に配置される一対のベアリングレースの双方に対し
て調整ネジが接触するように構成されているために、凹
溝の長手方向に沿って配置される所要数の調整ネジのね
じ込み具合で、移動部と固定部との相対位置が変化する
のを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一実施形態に係るリニアガイド装置
の斜視図
【図2】同リニアガイド装置の分解斜視図
【図3】同リニアガイド装置の横断面図
【図4】同リニアガイド装置の縦断面図
【図5】図4の要部拡大図
【図6】本発明の第二実施形態に係るリニアガイド装置
の要部断面図
【図7】本発明の第三実施形態に係るリニアガイド装置
の要部断面図
【図8】従来例に係るリニアガイド装置の要部断面図
【符号の説明】
1 ガイドレール(固定部) 1a 凸部 2 スライダ(移動部) 3,4 凹溝 3a,4b 円弧部 4a 側壁部 5a,6a,6c,7a,10a 平面部 5,6,7 ベアリングレース 8 ボール(転動体) 9 ネジ孔 10 調整ネジ 11,13 鍋子ネジ 12 端板 14,15 取付部 16 貫通孔 17 開口部 18 係合部材 19 雄ネジ 20 雌ネジ 21 ピストン 22 係合孔 23 第二ピストン 24 ピストンシール 25 閉止部材 26 パッキン 27 穴用止め輪 28 シリンダ室 29 配管ポート 30 オリフィス H,H,H,H 法線 H,H 水平線

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固定部(1)に設けた凹溝(3)内に配
    置される一対のベアリングレース(5)と、前記凹溝
    (3)と対向するように移動部(2)に設けた凹溝
    (4)内に配置される一対のベアリングレース(6)
    と、前記二対四本のベアリングレース(5)(6)の間
    に転動自在に配置される所要数の転動体(8)と、前記
    移動部(2)の側面から前記凹溝(4)の底面に貫通配
    置された所要数の調整ネジ(10)とを有し、 前記調整ネジ(10)の端面に形成された平面部(10
    a)と、前記ベアリングレース(6)の外周に形成され
    た平面部(6a)とが互いに接触する構造を備えたこと
    を特徴とするリニアガイド装置。
  2. 【請求項2】 請求項1のリニアガイド装置において、 移動部(2)に設けた凹溝(4)内に配置されるベアリ
    ングレース(6)と転動体(8)との接触部の法線(H
    )(H)と、前記ベアリングレース(6)と前記凹
    溝(4)との接触部の法線(H)(H)とが交差す
    る点を通る水平線(H)(H)の上下で、少なくと
    も一つの調整ネジ(10)が前記ベアリングレース
    (6)に対して接触する構造を備えたことを特徴とする
    リニアガイド装置。
  3. 【請求項3】 請求項1のリニアガイド装置において、 移動部(2)に設けた凹溝(4)内に配置される一対の
    ベアリングレース(6)の双方に対して少なくとも一つ
    の調整ネジ(10)が接触する構造を備えたことを特徴
    とするリニアガイド装置。
JP11115784A 1999-04-23 1999-04-23 リニアガイド装置 Withdrawn JP2000304044A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101778423B1 (ko) * 2013-03-14 2017-09-13 코요 베어링즈 노쓰 아메리카 엘엘씨 조향 칼럼용 베어링 조립체

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US9945420B2 (en) 2013-03-14 2018-04-17 Koyo Bearings North America Llc Bearing assembly for steering column
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