JP2001193739A - 直動案内軸受装置 - Google Patents

直動案内軸受装置

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JP2001193739A JP2000004310A JP2000004310A JP2001193739A JP 2001193739 A JP2001193739 A JP 2001193739A JP 2000004310 A JP2000004310 A JP 2000004310A JP 2000004310 A JP2000004310 A JP 2000004310A JP 2001193739 A JP2001193739 A JP 2001193739A
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    • F16C33/3706Loose 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

Abstract

(57)【要約】 【課題】可及的に大きな外径のセパレータTを介装し、
且つ作動性,騒音特性,耐久性を向上させた直動案内軸
受装置を安価に提供する。 【解決手段】曲線循環路8に沿って移動するボールK
の、隣合うボール同士の間にセパレータTを介装し、ボ
ールKはセパレータTの軸線方向両端の凹面部Wにそれ
ぞれ接触すると共に、外側案内部材5の案内面8aと内
側案内部材9の案内面8bとに接触して転動する直動案
内軸受装置において、セパレータTの外径寸法を、曲線
循環路8内の内側及び外側の両曲面8a,8bに同時に
接触しつつボールKが転動する状態での最大外径寸法L
φ以上の外径寸法とし、且つ曲線循環路8の案内面8b
の曲率半径をセパレータTと接触しない大きさに縮小し
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はボールの転がりを利
用した直動案内軸受装置に係り、特に、ボール間にセパ
レータを介装した直動案内軸受装置の作動性の改良に関
する。
【0002】
【従来の技術】ボールの転がりを利用した従来の直動案
内軸受装置としては、例えば図7に示すように、軸方向
に延設された案内レール1と、その上に移動可能に跨架
されたスライダ2とを備えたいわゆるリニアガイド装置
と呼ばれるものがある。その案内レール1の両側面には
それぞれ軸方向にボール転動溝3が形成されている。一
方、スライダ2のスライダ本体2Aには、断面図である
図8に示すように、その両袖部4の内側面にそれぞれ前
記ボール転動溝3に対向するボール転動溝6が形成され
ている。
【0003】そして、これらの向き合った両ボール転動
溝3,6で負荷ボール転動路Aが形成され、多数の鋼球
からなるボールKが負荷を支えつつ転動することによ
り、スライダ2が案内レール1上を軸方向に沿って移動
できるようになっている。この移動につれて、案内レー
ル1とスライダ2との間に介在するボールKは転動して
スライダ2のスライダ本体2Aの端部に移動するが、ス
ライダ2を軸方向に継続して移動させていくためには、
これらのボールKを無限に循環させる必要がある。
【0004】そこで、スライダ本体2Aの袖部4内に更
に軸方向に貫通するボール戻り通路としての直線状の貫
通孔7を形成すると共に、スライダ本体2Aの前後両端
にエンドキャップ5を設けて、これに上記両ボール転動
溝3,6からなる負荷ボール転動路Aと、ボール戻り通
路7とを連通する半ドーナツ状に湾曲した曲線循環路で
あるボール循環路8を形成することにより、エンドレス
のボール無限循環軌道を構成している。なお、前記ボー
ル循環路8は、外側案内部材であるエンドキャップ5の
内側端面に形成された半円弧状溝の溝面からなる外側案
内面8aと、スライダ本体2Aの端面に固着された半円
柱状の内側案内部材9(リターンガイドともいわれる)
の外周面からなる内側案内面8bとで構成されている。
【0005】ところで、上記の図8では図示されていな
いが、前記ボール無限循環軌道の互いに隣合うボール
K,K間に、図9に示すように、セパレータT(リテー
ニングピースともいわれる)が介装されている場合があ
る。セパレータTに関して、その寸法,形状を特定する
ことにより、作動性の向上を図ったものを、本出願人は
先に出願した(特願平11−166900号)。このも
のは、図9に示されるように、セパレータTの外周部Q
が略円筒状で、その両側面にそれぞれボールKと接触す
る凹面部Wを有し、その凹面部WにボールKを接触させ
た状態で、セパレータの軸線Lと隣合うボールK,Kの
中心点O,O同士を結ぶ直線とが一致しており、且つ前
記ボールKに接触する凹面部Wの曲率半径はボールKの
半径と略等しくなっている。
【0006】前記セパレータTは、ボールの千鳥現象を
抑制して作動性を向上させると共に、騒音を抑制して騒
音特性を向上させる効果を有する。ボールの保持代が大
きい程、すなわちセパレータTの外径Lφが大きい程そ
の効果も大きくなるが、最大外径寸法は内側案内部材9
と干渉する寸法に規制される。図9は、ボールKがボー
ル循環路8の外側案内面8a及び内側案内面8bの双方
に接触しつつ転動する状態、つまり「スキマ零でガタな
し」の状態を示しており、この状態でのセパレータTの
外径寸法の最大値Lφは、三平方の定理に基づき次の
(1)式で表すことができる。
【0007】 Lφ=2{(LR −Da/2)2 −(LSP/2)2 1/2 −2Lr ……(1) ここに、 Lφ:セパレータTのガタなし時の最大外径 Da:ボール径 LSP:ボール間スパン LR :外側案内面8aの半径 Lr :内側案内面8bの半径 もっとも、上記図9のようにボールKがボール循環路8
の内外の案内面8a,bに対し「スキマ零でガタなし」
の状態では、ボールの転動が必ずしも円滑にいくとは限
らないため、また製作上の許容寸法精度という点をも考
慮して、通常、セパレータTの有無に関わらず、ボール
径の10%程度のガタをボールKとボール循環路8との
間に設けているのが一般的である。
【0008】図10は、ボールKの転動に若干のガタを
設けた一般的なボール循環路8の場合を示したもので、
このときセパレータTの最大外径寸法Lφmax の値は、
次式(2)で表わされることになり、前記ガタなしの最
大外径Lφより大きくできる。 Lφmax =2{(LR −Da/2)2 −(LSP/2)2 1/2 −2(LR − Da−Ld ) …… (2) ここに、 Lφmax :セパレータTの最大外径(若干ガタあり) Lφ:セパレータTのガタなし時の最大外径 Da:ボール径 LSP:ボール間スパン LR :外側案内面108aの半径 Lr :内側案内面108bの半径 Ld :「ガタ」量
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
願平11−166900号に示された直動案内軸受装置
「ガタあり」状態(図10)での最大外径寸法Lφmax
のセパレータTは、ボールの保持代を大きくしてその効
果を高めるべく外径を可及的に大きくしたことにより、
スライダ本体2Aとの干渉が発生してしまい、十分な作
動性の向上効果が得にくいという問題点がある。つま
り、図10に示されるように、ボール循環路8内ではボ
ールKとの間に若干ガタのある方が好ましいのに対し、
負荷を受ける負荷ボール転動路A内のボールKにはガタ
があってはならない。そこで、ボール循環路8の内側案
内部材9(リターンガイド)が取付けられているスライ
ダ本体2Aの負荷ボール転動路A側の端面の角部Cは、
必然的に負荷ボール転動路A側に若干はみ出さざるを得
ない。そのはみ出した角部CとセパレータTとが干渉す
るのである。
【0010】更に、先の出願では、セパレータTの最大
外径Lφmax を、ボール径Daの60〜80%の範囲内
に規制するのが効果的とされている。しかし、その上限
に近い70〜80%程度の外径とされた可及的に大きな
セパレータTを使用する場合、干渉を避けるべく内側案
内部材9の内側案内面8bを、単純な半円形ではなく、
中心及び曲率半径の異なった複数の曲面からなる複合曲
面としたため、内側案内部材9の形状が著しく複雑とな
り、コストアップを招くという問題もある。
【0011】そこで、本願発明者らは、このような従来
技術の未解決の課題に着目して研究を重ねた結果、ボー
ル循環路内でのボールとの間のガタがある程度大きくな
っても、セパレータTの外径を大きくしてボール保持機
能を高める効果の方が大きく、結果として直動案内装置
の作動性が向上することを見出して本発明をなすに至っ
た。
【0012】よって本発明の目的とするところは、可及
的に大きな外径のセパレータTを使用しつつもボール循
環路またはスライダ本体との干渉を回避できて、作動
性,騒音特性,耐久性を向上させ得る、より安価な直動
案内軸受装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1に係る本発明は、案内用のボールが案内
部材によって規制された曲線循環路に沿って移動する部
分を有し、隣合うボールの中心点同士を結ぶ直線と略円
柱状又は略円筒状のセパレータの軸線とが平行又は一致
するようにして、隣合うボール同士の間にセパレータを
介装し、そのセパレータの軸線方向両端の凹面部がそれ
ぞれ、隣合うボールの球面に接触するようにした直動案
内軸受装置において、当該セパレータは前記曲線循環路
内の内側及び外側の両曲面に同時に接触しつつボールが
転動する状態での最大外径寸法以上の外径寸法を有し、
且つ前記曲線循環路内の内側曲面の曲率半径をセパレー
タと接触しない大きさに縮小、または前記曲線循環路内
の外側曲面の曲率半径を内側曲面とセパレータとが接触
しない大きさに拡大したことを特徴とする。
【0014】また、請求項2に係る本発明は、案内用の
ボールが案内部材によって規制された曲線循環路に沿っ
て移動する部分を有し、隣合うボールの中心点同士を結
ぶ直線とセパレータの軸線とが平行又は一致するように
して、隣合うボール同士の間にセパレータを介装し、そ
のセパレータの軸線方向両端の凹面部がそれぞれ、隣合
うボールの球面に接触するようにした直動案内軸受装置
において、当該セパレータは前記曲線循環路内の内側及
び外側の両曲面に同時に接触しつつボールが転動する状
態での最大外径寸法以上の外径寸法とし、且つ前記曲線
循環路内の内側曲面を形成する内側部材を取付けた直動
案内軸受装置本体部のボール転動溝の端面角部に、前記
セパレータとの干渉を避ける面取りを施したことを特徴
とする。
【0015】また、請求項3に係る本発明は、案内用の
ボールが案内部材によって規制された曲線循環路に沿っ
て移動する部分を有し、隣合うボールの中心点同士を結
ぶ直線とセパレータの軸線とが平行又は一致するように
して、隣合うボール同士の間にセパレータを介装し、そ
のセパレータの軸線方向両端の凹面部がそれぞれ、隣合
うボールの球面に接触するようにした直動案内軸受装置
において、当該セパレータは前記曲線循環路内の内側及
び外側の両曲面に同時に接触しつつボールが転動する状
態での最大外径寸法以上で且つボール径の95%未満の
外径寸法としたことを特徴とする。
【0016】また、請求項4に係る本発明は、案内用の
ボールが案内部材によって規制された曲線循環路に沿っ
て移動する部分を有し、隣合うボールの中心点同士を結
ぶ直線とセパレータの軸線とが平行又は一致するように
して、隣合うボール同士の間にセパレータを介装し、そ
のセパレータの軸線方向両端の凹面部がそれぞれ、隣合
うボールの球面に接触するようにした直動案内軸受装置
において、当該セパレータは前記曲線循環路内の内側及
び外側の両曲面に同時に接触しつつボールが転動する状
態での最大外径寸法以上の外径寸法とし、且つセパレー
タの外径面の外周には前記曲線循環路内の内側曲面との
干渉を避ける凹部を設けたことを特徴とする。
【0017】また、請求項5に係る本発明は、案内用の
ボールが案内部材によって規制された曲線循環路に沿っ
て移動する部分を有し、隣合うボールの中心点同士を結
ぶ直線とセパレータの軸線とが平行又は一致するように
して、隣合うボール同士の間にセパレータを介装し、そ
のセパレータの軸線方向両端の凹面部がそれぞれ、隣合
うボールの球面に接触するようにした直動案内軸受装置
において、当該セパレータは前記曲線循環路内の内側及
び外側の両曲面に同時に接触しつつボールが転動する状
態での最大外径寸法以上の外径寸法とし、且つセパレー
タの外径面と前記曲線循環路内の内側曲面とが接触摺動
することを特徴とするまた、請求項6に係る本発明は、
案内用のボールが案内部材によって規制された曲線循環
路に沿って移動する部分を有し、隣合うボールの中心点
同士を結ぶ直線とセパレータの軸線とが平行又は一致す
るようにして、隣合うボール同士の間にセパレータを介
装し、そのセパレータの軸線方向両端の凹面部がそれぞ
れ、隣合うボールの球面に接触するようにした直動案内
軸受装置において、当該セパレータは前記曲線循環路内
の内側及び外側の両曲面に同時に接触しつつボールが転
動する状態での最大外径寸法以上の外径寸法とし、且つ
セパレータの外径面に突起を設けて、該突起と前記曲線
循環路内の内側曲面とを接触摺動せしめることを特徴と
する。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。なお、従来と同一または相当部分
には同一の符号を付して、重複する説明を省く。図1
は、本発明の直動案内軸受装置の第1実施形態を示すも
ので、エンドキャップと呼ばれる外側案内部材5と、リ
ターンガイドと呼ばれる内側案内部材9とで構成される
湾曲したボール循環路8部分の断面図である。
【0019】この実施形態では、円柱状のセパレータT
の軸線Lが隣合うボールKの中心点Oを結ぶ直線に一致
するようにして、当該セパレータTを各ボールKの間に
介装している。セパレータTの軸線方向両端の凹面部W
は、ボールKの球面の曲率半径と略同等の曲率半径の球
面凹部になっているが、セパレータTの凹面形状は、少
なくともその凹面部の外周部近傍がボールKの球面に接
触するようになっていればよい。このセパレータT本体
の形状は、必ずしも円柱状に限定されるものではなく、
中空の円筒状であってもよく、また球面状であってもよ
い。必要なのは、できるだけセパレータTがボールKを
保持しやすいこと及び保持代が大きくできることであ
り、以上の観点からみて、セパレータTの形状は、外周
面が球状であるよりも円柱状の方が有利であり、また両
端凹面部Wのより外周部で凹面とボールKとが接触する
ような形状となる方が有利である。
【0020】ボールKが無負荷で転動するボール循環路
8では、先に述べたように円滑なボールの循環のため
と、許容寸法精度といった面からボールに対して、或る
クリアランスを設けることが一般的であるが、それによ
りボールの転動にガタが生じて作動性や騒音特性が損な
われる。本発明は、ボール循環路内でのボールのガタが
大きくなることによるマイナス効果を、より大きな効果
が得られるセパレータTの外径を大きくしてボール保持
機能を高めることにより補償し、結果として直動案内装
置の作動性をより向上させる。
【0021】この実施形態では、セパレータTの外径を
内側案内部材であるリターンガイド9と干渉することな
く可及的に大きくする一つの手段として、リターンガイ
ド9の曲率半径Lrdを、ガタなしの場合Lr(図1に
鎖線で表示)よりも縮小している。これにより、セパレ
ータTの外径Lφdは、破線で示すガタなし時のセパレ
ータ外径Lφより大きくでき、最大限外径Lφdmax
で拡大できる。このセパレータTの外径増大により、リ
ターンガイド9の曲率半径を縮小して生じるガタ量Ld
d増大のマイナス効果を上回るプラス効果を得ることが
できる。
【0022】ただし、リターンガイド9の曲率半径Lr
を縮小することでセパレータTとの干渉を回避すること
はできても、セパレータTの外径Lφdとリターンガイ
ド9の曲率半径Lrdとの間のすきまの大きさ如何で
は、図1(b)に示すように、リターンガイド9が取付
けられているスライダ本体2Aの端面の角部Cが負荷ボ
ール転動路A側にはみ出した角部CとセパレータTとが
干渉してしまう。これを防止するには、スライダ本体2
Aの端面の当該角部Cに面取りを施すと良い。これによ
り、一層大きなセパレータTを、円弧状など形状の単純
なリターンガイドを使用して循環させることができるた
め、より安価に機能を向上させることができる。
【0023】前記ガタ量LddとセパレータTの外径L
φdとの関係は、次式(3)により表すことができる。 Ldd=[(LSP/2)2 +{(Lφd/2)+Lrd}2 1/2 −Lrd −Da/2 …… (3) ここに、 Ldd:ガタ量 Lφd:セパレータTの外径 Da:ボール径 LSP:ボール間スパン Lr d:縮小した内側案内面8bの半径 この式から、セパレータTの外径Lφdが大きいほどガ
タ量Lddも大きくなることは明らかである。 実測の
結果から、ある程度のガタ量までは、セパレータTによ
るボール保持効果の方がガタによるマイナス効果に勝
り、作動性の向上がみられるが、ガタ量が大きくなり過
ぎるとボールの千鳥現象を抑制できなくなる結果、作動
性の向上が認められなくなることがわかった。
【0024】セパレータTの許容最大外形寸法Lφd
maxは、案内部材のうちの特に内側案内部材9(リター
ンガイド)との干渉によって規制される。即ち、セパレ
ータTはその軸線が隣合うボールKの中心点Oを結ぶ直
線Lに一致するようにしてあるため、セパレータKの外
形寸法Lφdを大きくすると、その外周部は内側案内部
材9の方により接近することになり、大きくし過ぎると
両者が干渉する。セパレータTが内側案内部材9に干渉
すると、ノイズや作動性、耐久性の低下原因となる。従
って、セパレータTの外形寸法の最大許容値Lφdmax
は、内側案内部材9と接触する値である。
【0025】そこで、リターンガイド9の内側案内面8
bの曲率半径に応じて様々な外径のセパレータTを用
い、それらセパレータTの外形寸法とボール直径との比
を、0.65(65%),0.80(80%),0.8
5(85%),0.95(95%)にしたとき、ボール
循環路8内をボールの転動とともに移動するセパレータ
Tの動摩擦力の変動を測定して、セパレータの外形寸法
Lφdによる作動性の評価を行った。実測結果を図2,
図3に示す。また、セパレータのない標準品の直動案内
軸受装置の動摩擦力を図2eに示す。いずれも、横軸の
目盛りはセパレータTの移動距離(mm)、縦軸の目盛
りは動摩擦力(kgf)である。これらの図に示す摩擦
力変動のうち、図2eに示すように、先鋭的な変動をヒ
ゲと呼ぶ。各セパレータ毎の最大ヒゲ成分の大きさを比
較して図3に示した。セパレータがない標準品のときの
最大ヒゲ成分の大きさは0.5kgf程度(図3中に破
線で示す)であることから、セパレータを使用するとき
の条件をそれ以下としたとき、セパレータTの外形寸法
Lφdはボールの直径の0.95(95%)未満とする
のが好ましいと言える。
【0026】上記のとおり、この第1実施形態の直動案
内軸受装置は、ボール循環路8内の外側及び内側の両曲
面8a,8bに同時に接触しつつボールKが転動する状
態、すなわちボール循環路8内でボールKのガタが零と
なるように設定された状態におけるセパレータTの外径
寸法であるLφ以上の外径Lφdを有するセパレータT
を使用し、(また必要に応じてボール循環路8の内側曲
面8bに連なるスライダ本体端面を面取りし、)且つボ
ール循環路8の内側曲面8bの内側曲面の曲率半径を当
該セパレータTと接触しない大きさに縮小、または前記
曲線循環路内の外側曲面の曲率半径を内側曲面とセパレ
ータとが接触しない大きさに拡大して構成したものであ
る。これにより、ボール循環路8とセパレータTとの干
渉が防止できて、標準サイズのリターンガイドを有する
直動案内軸受装置に比し作動性及び騒音特性をより向上
させたものが得られるという効果を奏する。
【0027】図4に、本発明の直動案内軸受装置の第2
実施形態を示す。このものは、セパレータTの外周部Q
に、ボール循環路8の内側案内面8bに沿わせて凹部1
1を設けた点が、前記第1実施形態のものとは異なって
いる。このため、第1実施形態のセパレータTと同様の
外径寸法としたにもかかわらず、すなわち外周部Qが単
純な円筒面とされた第1実施形態の場合と同等の大きさ
のボール接触凹部面積でありながら、ガタ量Ldはより
小さくできて、一層の低騒音化が達成できるという利点
がある。
【0028】図5に、本発明の直動案内軸受装置の第3
実施形態を示す。このものは、セパレータTの外周部Q
をボール循環路8の内側案内面8bに接触させつつ摺動
させるようにしたもので、ボールKの千鳥現象を極力抑
えることにより、一層の作動性・騒音特性の向上を図っ
ている。図6に、本発明の直動案内軸受装置の第4実施
形態を示す。
【0029】このものは、セパレータTの外周部Qに小
突起12を設けて、その小突起12を介してボール循環
路8の内側案内面8bに接触させた点が、前記各実施形
態とは異なっている。セパレータTと内側案内面8bと
の接触面積を小さくしてすべり摩擦力を極力抑えること
により、作動性・騒音特性の向上を図っている。ここ
で、ボールK,K間のスパンを規制するセパレータTの
厚みについて述べると、直動案内軸受装置の負荷容量の
観点からは、セパレータTの厚みは薄いほど好ましい
が、セパレータTの弾性変形や成形性を考慮すると、ボ
ール径の3〜10%程度に設定するのが適当である。特
に、ボールに大きな負荷が作用する場合や、大きな予圧
を負荷する場合には、強度を増すためにセパレータTの
厚みをできるだけ大きく設定する必要がある。しかし、
そのためボールスパンLSPが長くなり、セパレータ外径
Lφdmax が小さくなってボール保持力が低下し、作動
性・騒音特性に悪影響が生じる可能性がある。そのよう
な場合にも、本発明を適用することによりセパレータT
のボール保持力を向上させることができ、作動性・騒音
特性への悪影響を防止することが可能である。
【0030】なお、上記各実施形態では、内側案内面8
bの形状のみでなく、ボール循環路8全体の形状が単一
円弧からなる半ドーナツ形状のものについて説明した
が、本発明を適用するボール循環路8の形状はこれに限
定されない。その他、例えば楕円形状や複数の円弧形状
を連成した形状、あるいは円弧形状と直線形状とを連成
した形状等であっても良い。
【0031】また、セパレータTの外径面が略円柱状の
ものを示したが、中心部に貫通孔を有する略円筒状であ
っても良い。また、セパレータTはそれぞれ独立してい
るものについてのみ説明したが、各セパレータを連結し
てあっても良い。また、直動案内軸受装置としてリニア
ガイド装置に適用した場合を示したが、本発明は同様の
曲線循環路を有する例えばリニアボールベアリングのよ
うな他の直動案内軸受装置にも、好適に適用可能であ
る。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
セパレータの外径を可及的に大きくするとともに、曲線
循環路と当該セパレータとの干渉を最小限におさえたた
め、セパレータを使用しない標準仕様の直動案内軸受装
置よりも作動性・騒音特性を向上させることができると
いう効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の直動案内軸受装置の第1実施形態を示
す曲線軌道部分の断面図である。
【図2】セパレータの作動性をボール直径に対する外形
寸法毎に評価するための摩擦力変動の説明図である。
【図3】ボール直径に対するセパレータの外形寸法の評
価説明図である。
【図4】本発明の直動案内軸受装置の第2実施形態を示
す曲線軌道部分の断面図である。
【図5】本発明の直動案内軸受装置の第3実施形態を示
す曲線軌道部分の断面図である。
【図6】本発明の直動案内軸受装置の第4実施形態を示
す曲線軌道部分の断面図である。
【図7】従来の直動案内軸受装置の一例を示す外観斜視
図である。
【図8】図7の直動案内軸受装置の曲線軌道部分を含む
軸方向の断面図である。
【図9】「スキマ零、ガタなし」の状態におけるセパレ
ータの最大外径を示す曲線軌道部分の断面図である。
【図10】スキマを有する状態におけるセパレータの最
大外径を示す曲線軌道部分の断面図である。
【符号の説明】
5 外側案内部材(エンドキャップ) 8 曲線循環路 8a 外側案内面 8b 内側案内面 9 内側案内部材(リターンガイド) C 端面角部 K ボール T セパレータ O (ボールの)中心点 TL (セパレータの)軸線 W 凹面部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 宏樹 群馬県前橋市鳥羽町78番地 日本精工株式 会社内 Fターム(参考) 3J101 AA02 AA33 AA42 AA52 AA64 BA55 FA01 FA31 FA41 GA31 3J104 AA02 BA24 DA02 DA12 EA01

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 案内用のボールが案内部材によって規制
    された曲線循環路に沿って移動する部分を有し、隣合う
    ボールの中心点同士を結ぶ直線とセパレータの軸線とが
    平行又は一致するようにして、隣合うボール同士の間に
    セパレータを介装し、そのセパレータの軸線方向両端の
    凹面部がそれぞれ、隣合うボールの球面に接触するよう
    にした直動案内軸受装置において、当該セパレータは前
    記曲線循環路内の内側及び外側の両曲面に同時に接触し
    つつボールが転動する状態での最大外径寸法以上の外径
    寸法とし、且つ前記曲線循環路内の内側曲面の曲率半径
    をセパレータと接触しない大きさに縮小、または前記曲
    線循環路内の外側曲面の曲率半径を内側曲面とセパレー
    タとが接触しない大きさに拡大したことを特徴とする直
    動案内軸受装置。
  2. 【請求項2】 案内用のボールが案内部材によって規制
    された曲線循環路に沿って移動する部分を有し、隣合う
    ボールの中心点同士を結ぶ直線とセパレータの軸線とが
    平行又は一致するようにして、隣合うボール同士の間に
    セパレータを介装し、そのセパレータの軸線方向両端の
    凹面部がそれぞれ、隣合うボールの球面に接触するよう
    にした直動案内軸受装置において、当該セパレータは前
    記曲線循環路内の内側及び外側の両曲面に同時に接触し
    つつボールが転動する状態での最大外径寸法以上の外径
    寸法とし、且つ前記曲線循環路内の内側曲面を形成する
    内側部材を取付けた直動案内軸受装置本体部のボール転
    動溝の端面角部に、前記セパレータとの干渉を避ける面
    取りを施したことを特徴とする直動案内軸受装置。
  3. 【請求項3】 案内用のボールが案内部材によって規制
    された曲線循環路に沿って移動する部分を有し、隣合う
    ボールの中心点同士を結ぶ直線とセパレータの軸線とが
    平行又は一致するようにして、隣合うボール同士の間に
    セパレータを介装し、そのセパレータの軸線方向両端の
    凹面部がそれぞれ、隣合うボールの球面に接触するよう
    にした直動案内軸受装置において、当該セパレータは前
    記曲線循環路内の内側及び外側の両曲面に同時に接触し
    つつボールが転動する状態での最大外径寸法以上で且つ
    ボール径の95%未満の外径寸法としたことを特徴とす
    る直動案内軸受装置。
  4. 【請求項4】 案内用のボールが案内部材によって規制
    された曲線循環路に沿って移動する部分を有し、隣合う
    ボールの中心点同士を結ぶ直線とセパレータの軸線とが
    平行又は一致するようにして、隣合うボール同士の間に
    セパレータを介装し、そのセパレータの軸線方向両端の
    凹面部がそれぞれ、隣合うボールの球面に接触するよう
    にした直動案内軸受装置において、当該セパレータは前
    記曲線循環路内の内側及び外側の両曲面に同時に接触し
    つつボールが転動する状態での最大外径寸法以上の外径
    寸法とし、且つセパレータの外径面の外周には前記曲線
    循環路内の内側曲面との干渉を避ける凹部を設けたこと
    を特徴とする直動案内軸受装置。
  5. 【請求項5】 案内用のボールが案内部材によって規制
    された曲線循環路に沿って移動する部分を有し、隣合う
    ボールの中心点同士を結ぶ直線とセパレータの軸線とが
    平行又は一致するようにして、隣合うボール同士の間に
    セパレータを介装し、そのセパレータの軸線方向両端の
    凹面部がそれぞれ、隣合うボールの球面に接触するよう
    にした直動案内軸受装置において、当該セパレータは前
    記曲線循環路内の内側及び外側の両曲面に同時に接触し
    つつボールが転動する状態での最大外径寸法以上の外径
    寸法とし、且つセパレータの外径面と前記曲線循環路内
    の内側曲面とが接触摺動することを特徴とする直動案内
    軸受装置。
  6. 【請求項6】 案内用のボールが案内部材によって規制
    された曲線循環路に沿って移動する部分を有し、隣合う
    ボールの中心点同士を結ぶ直線とセパレータの軸線とが
    平行又は一致するようにして、隣合うボール同士の間に
    セパレータを介装し、そのセパレータの軸線方向両端の
    凹面部がそれぞれ、隣合うボールの球面に接触するよう
    にした直動案内軸受装置において、当該セパレータは前
    記曲線循環路内の内側及び外側の両曲面に同時に接触し
    つつボールが転動する状態での最大外径寸法以上の外径
    寸法とし、且つセパレータの外径面に突起を設けて、該
    突起と前記曲線循環路内の内側曲面とを接触摺動せしめ
    ることを特徴とする直動案内軸受装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1326026A1 (en) * 2001-12-25 2003-07-09 Nippon Thompson Co., Ltd. Linear motion guide unit with separator between any two adjoining rolling elements
WO2005019668A1 (ja) * 2003-08-25 2005-03-03 Nsk Ltd. 直動案内装置

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW471577U (en) * 2001-04-20 2002-01-01 Hiwin Tech Corp Improved structure for ball spacer of linear transmission device
JP2003172421A (ja) * 2001-12-04 2003-06-20 Nsk Ltd ボールねじ装置
JP2004245233A (ja) * 2003-02-10 2004-09-02 Nsk Ltd リニアガイド用セパレータ
CN100427764C (zh) * 2003-02-10 2008-10-22 日本精工株式会社 分离器和使用该分离器的线性导引件以及线性运动装置
JP4565545B2 (ja) * 2004-03-24 2010-10-20 日本トムソン株式会社 直動案内ユニット
CN1918391A (zh) * 2004-10-01 2007-02-21 日本精工株式会社 线性引导装置
US20060198564A1 (en) * 2005-03-07 2006-09-07 Hiwin Technologies Corp. Linear guideway with rolling element retainer chain
US8144142B2 (en) * 2005-04-21 2012-03-27 Panasonic Corporation Drive circuit and display device
DE102006014052B3 (de) * 2006-03-27 2007-08-30 Hiwin Technologies Corp. Rücklaufkanal einer Kugelumlaufspindel
WO2012074066A1 (ja) 2010-12-02 2012-06-07 Thk株式会社 運動案内装置
CN103890424B (zh) * 2011-11-04 2016-10-12 Thk株式会社 运动引导装置
JP6827843B2 (ja) * 2017-02-23 2021-02-10 日本トムソン株式会社 直動案内ユニット
CN106763180B (zh) * 2017-03-24 2019-04-09 北京工商大学 一种沟槽交叉处具有中心对称变曲率倒角曲线的滚动导轨
DE102017218615A1 (de) * 2017-08-25 2019-02-28 Robert Bosch Gmbh Linearwälzlager und Kollektion aus wenigstens zwei Linearwälzlagern
CN112133496B (zh) * 2020-09-03 2022-05-13 重庆泰山电缆有限公司 一种压力回转仓及立式交联电缆生产线
CN112431858A (zh) * 2020-12-03 2021-03-02 山东博特精工股份有限公司 基于等功原理的滚柱直线导轨副滑块轨道导向面结构

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT221319B (de) * 1960-12-01 1962-05-25 Steyr Daimler Puch Ag Zylinderrollenlager
FR1332286A (fr) * 1961-07-28 1963-07-12 Rothe Erde Eisenwerk Cages pour grandes couronnes de roulements
US4175805A (en) * 1976-03-13 1979-11-27 Hoesch Werke Aktiengesellschaft One-piece intermediate member for anti-friction bearings
CH660215A5 (de) * 1983-04-18 1987-03-31 Schneeberger Ag Maschf Rollenumlauflager.
JPH0646050B2 (ja) * 1990-06-22 1994-06-15 テイエチケー株式会社 直線摺動用ベアリング及び直線摺動用テーブル
JPH0672610B2 (ja) * 1991-11-05 1994-09-14 テイエチケー株式会社 複列ボ−ルチェイン
DE4236847A1 (de) * 1992-10-31 1994-05-05 Schaeffler Waelzlager Kg Radialwälzlager
JPH06173946A (ja) * 1992-12-02 1994-06-21 Koyo Seiko Co Ltd 直動形ガイド装置
JP3950511B2 (ja) * 1997-04-04 2007-08-01 日本トムソン株式会社 直動転がり案内ユニット
JP3950540B2 (ja) * 1997-12-19 2007-08-01 日本トムソン株式会社 転動体を備えた相対移動装置並びにその転動体を潤滑する潤滑リングの製造方法及び製造装置
JP3695195B2 (ja) * 1998-06-02 2005-09-14 日本精工株式会社 ボールねじ機構、および直動装置
JP2000120674A (ja) * 1998-10-12 2000-04-25 Nsk Ltd 直線運動案内装置
JP4042257B2 (ja) 1999-02-19 2008-02-06 日本精工株式会社 直動案内軸受装置
JP2001182745A (ja) * 1999-12-27 2001-07-06 Nsk Ltd 直動案内軸受
TW412620B (en) * 2000-03-03 2000-11-21 Hiwin Tech Corp Linear slide rail with spacer

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1326026A1 (en) * 2001-12-25 2003-07-09 Nippon Thompson Co., Ltd. Linear motion guide unit with separator between any two adjoining rolling elements
US6682218B2 (en) 2001-12-25 2004-01-27 Nippon Thompson Co., Ltd. Linear motion guide unit with separator between any two adjoining rolling elements
WO2005019668A1 (ja) * 2003-08-25 2005-03-03 Nsk Ltd. 直動案内装置
US7401978B2 (en) 2003-08-25 2008-07-22 Nsk Ltd. Linear motion guiding apparatus

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