JP2003161358A - 直動装置 - Google Patents

直動装置

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JP2003161358A
JP2003161358A JP2001359662A JP2001359662A JP2003161358A JP 2003161358 A JP2003161358 A JP 2003161358A JP 2001359662 A JP2001359662 A JP 2001359662A JP 2001359662 A JP2001359662 A JP 2001359662A JP 2003161358 A JP2003161358 A JP 2003161358A
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JP
Japan
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holding piece
lubricant
ball
balls
linear motion
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JP2001359662A
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Tsutomu Okubo
努 大久保
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NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/37Loose spacing bodies
    • 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20Screw mechanisms
    • F16H25/22Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
    • F16H25/2204Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls
    • F16H25/2233Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls with cages or means to hold the balls in position
    • F16H25/2238Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls with cages or means to hold the balls in position using ball spacers, i.e. spacers separating the balls, e.g. by forming a chain supporting the balls

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)
  • Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】潤滑剤を取込み、取込まれた潤滑剤は徐々に転
動体に移って長期間に亘り潤滑性能を保つことができる
直動装置を提供することにある。 【解決手段】ボールねじ、リニアガイド等に組み込まれ
た複数のボール6の相互間に保持ピース7を介装した直
動装置において、前記保持ピース7に前記ボール6の回
転によって潤滑剤を取込む潤滑剤ポケットとしてのスリ
ット10を設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、工作機
械、産業用機械等に用いられるボールねじ、リニアガイ
ド等の直動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】工作機械としてのマシニングセンタや産
業用機械としてのロボット等においては、回転運動の直
進運動への変換やワークテーブル等の直進移動を円滑に
行わせるために、ボールねじやリニアガイド等が用いら
れている。
【0003】ボールねじにおいては、ねじ軸の外周面及
びボールナットの内周面に互いに対応する螺旋状のボー
ルねじ溝を形成し、双方のボールねじ溝により形成され
る螺旋状の空間内に転動体としての多数のボールが転動
自在に配置されている。また、リニアガイドにおいて
は、互いに対向する略半円溝に転動体としての多数のボ
ールが転動自在に配置されている。
【0004】また、ボールねじやリニアガイドにおい
て、ボール相互間にナイロン等の合成樹脂または金属性
の保持ピースを介装したものとして、例えば、特開平1
1−315835号公報が知られている。
【0005】保持ピースは、ボール同士の競い合いを防
ぎ、騒音の低減、作動性の向上を図るとともに、ボールの
近くに保持ピースが存在すると、潤滑剤を保持ピースに
保持でき、潤滑性能が向上して長寿命化が図れる。
【0006】しかし、その一方、保持ピースはボールと接
触しているため、保持ピースとボールは相対的に滑り運
動をしている。そのため、供給グリス量を減らさなけれ
ばならないような用途で使用する場合、ボールに付着し
ている潤滑剤を逆に拭き取ってしまい、潤滑剤が必要な
転がり接触部での潤滑剤量が不足し、潤滑性能が落ち
る。そのため、寿命低下、騒音悪化、作動性悪化などを引
き起こす虞がある。
【0007】図7は従来の直動装置における、転動体と
してのボール30相互間に介装される保持ピース31を
示し、この保持ピース31はナイロン等の合成樹脂また
は金属性で円盤状に成形されている。保持ピース31の
ボール30と接触する面にはゴシックアーチ形状または
円錐形状の曲面からなる凹面32に形成されている。そ
して、凹面32がボール30と線接触するようになって
おり、aはボール30相互間の距離を示し、bはボール
30との接触位置を示す。
【0008】また、凹面32の外周縁部には面取り部3
0aが設けられている。さらに、保持ピース31の凹面
32の中央部には保持ピース31を軸方向に貫通する貫
通穴33が設けられている。従って、グリス等の潤滑剤
は貫通穴33の内部に保持され、潤滑性能が保たれるよ
うになっている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図7に
示す従来の保持ピース31は、ボール30相互間に介装
されているものの、保持ピース31とボール30はある
程度隙間を持って配置されているため、保持ピース31
の姿勢は不安定である。従って、図8に示すように、保持
ピース31が傾いたとき、保持ピース31のエッジ部3
1aがボール30と接触する可能性があり、ボール30
の表面の潤滑剤を拭き取ってしまうことがある。
【0010】また、保持ピース31はリング状であるた
め、膨潤、温度の影響などで材料が伸縮すると、ボール
30との接触角が変化し、その結果ボール30相互間距
離aが変化する可能性がある。つまり、熱などの影響で
材料が延びると、ボール30との接点も変化し、必然的に
ボール30との接触状態が変わってボール30相互間距
離aが変化してしまう。
【0011】この発明は、前記事情に着目してなされた
もので、その目的とするところは、潤滑剤を保持でき、
長期に亘って潤滑性能、作動性能を維持することができ
る直動装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】この発明は、前記目的を
達成するために、請求項1は、ボールねじ、リニアガイ
ド等に組み込まれた複数の転動体の相互間に保持ピース
を介装した直動装置において、前記保持ピースに前記転
動体の回転によって潤滑剤を取込む潤滑剤ポケットを設
けたことを特徴とする。
【0013】請求項2は、請求項1の前記潤滑剤ポケッ
トは、前記保持ピースの軸方向に貫通し、かつ保持ピース
の外周部に開口するスリットであることを特徴とする。
【0014】請求項3は、請求項1の前記潤滑剤ポケッ
トは、前記保持ピースの前記転動体と接触する面に放射
方向に設けた凹溝であることを特徴とする。
【0015】前記構成によれば、保持ピースに設けられ
た潤滑剤ポケットによって潤滑剤を取込み、取込まれた
潤滑剤は徐々に転動体に移って潤滑機能を発揮するた
め、長期間に亘り潤滑性能を保つことができる。
【0016】また、保持ピースにスリットまたは凹溝か
らなる潤滑剤ポケットを設けることにより、膨潤、温度な
どによって保持ピースが伸縮しようとしても、その寸法
変化をスリットまたは凹溝からなる潤滑剤ポケットが吸
収するため、転動体相互間距離などの安定した寸法が必
要な部分の寸法変化が少なくでき、転動体と保持ピース
との接触位置の変化が少なくなり、転動体相互間距離の
変化を小さくできる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。
【0018】図1及び図2は第1の実施形態を示し、図
1は直動装置としてのボールねじの断面図、図2は保持
ピースを示し、(a)は正面図、(b)はA−A線に沿う
断面図、図3(a)(b)は作用説明図である。
【0019】図1に示すように、直動装置としてのボー
ルねじ1は、外周面に螺旋状のボールねじ溝2を形成し
たねじ軸3と、このボールねじ溝2に対応する螺旋状の
ボールねじ溝4を内周面に形成したボールナット5と、
前記ねじ軸3のボールねじ溝2及びボールナット5の対
向するボールねじ溝4との間に介在された転動体として
の多数のボール6及びボールナット5に設けたボール循
環通路(図示しない)とから構成されている。
【0020】ボール6は、ねじ軸3及びボールナット5
のボールねじ溝2,4内に転動自在に装入されている。
さらに、各ボール6間には円盤状の保持ピース7がそれ
ぞれ介装されている。
【0021】そして、ボールねじ1は、ねじ軸3とボー
ルナット5を相対的に回転させて一方を軸方向に移動さ
せると、保持ピース7はボール6の転動に伴って両ボー
ルねじ溝2,4やボール循環通路内を移動しながらねじ
軸3とボールナット5が滑らかに相対螺旋運動するよう
になっている。
【0022】図2に示すように、保持ピース7は、ナイ
ロン等の合成樹脂または金属で形成されており、その両
端がゴシックアーチ形状または円錐形状からなる凹面8
に形成されている。そして、凹面8はボール6と線接触
するようになっている。凹面8の外周縁部には面取り部
8aが設けられている。
【0023】保持ピース7の凹面8の中央部には保持ピ
ース7を軸方向に貫通する貫通穴9が設けられている。
保持ピース7には軸方向に貫通し、かつ貫通穴9から径
方向に向かって直線的に潤滑剤ポケットとしてのスリッ
ト10が設けられている。このスリット10は保持ピー
ス7の外周部に開口10aし、この開口10aから潤滑
剤を取込む(矢印方向)ようになっている。スリット1
0とピース7の凹面8とのつなぎ目は、使用されるグリ
ス量等に応じて面取り(C面取りまたはR面取り)形状
としてもよい。
【0024】なお、スリット10は1本であることに限
定されず、2本以上設けても良く、スリット10の幅も保
持ピース7の剛性を考慮して選定される。
【0025】前述のように構成されたボールねじ1によ
れば、ボールナット5を回転不能で、かつ軸方向に移動
可能に支持し、軸方向に移動不能に支持されたねじ軸3
を回転すると、ねじ軸3のボールねじ溝2及びボールナ
ット5のボールねじ溝4に嵌合された多数のボール6
は、保持ピース7とともに両ボールねじ溝2,4間及び
ボール循環通路を転動し、ボールナット5はねじ軸3の
回転量に比例したストローク分だけ軸方向に移動する。
【0026】このとき、保持ピース7のボール6と接触
する凹面8にはスリット10が設けられているため、ス
リット10の開口10aから潤滑剤を取込み、取込まれ
た潤滑剤は保持ピース7の内径部に移り、さらに徐々に
ボール6に移って潤滑機能を発揮するため、長期間に亘
り潤滑性能を保つことができる。
【0027】また、保持ピース7にスリット10を設け
ることにより、膨潤、温度などによって保持ピース7が伸
縮しようとしても、その寸法変化をスリット10が吸収
するため、ボール相互間距離a(図7参照)などの安定
した寸法が必要な部分の寸法変化が少なくでき、ボール
6と保持ピース7との接触位置の変化が少なくなり、ボ
ール相互間距離aの変化を小さくできる。
【0028】図3は作用説明図であり、(a)に示すよ
うに、従来の保持ピース31の場合、膨潤、温度などによ
って保持ピース31が伸縮し、ボールとの接触位置bが
変化してしまう。しかし、(b)に示すように、保持ピー
ス7にスリット10を設けることにより、膨潤、温度など
によって保持ピース7が伸縮しようとしても、その寸法
変化をスリット10が吸収するため、ボール相互間距離
aなどの安定した寸法が必要な部分の寸法変化が少なく
でき、ボール6と保持ピース7との接触位置bの変化が
少なくなり、転動体相互間距離aの変化を小さくでき
る。
【0029】図4は第2の実施形態を示し、(a)は保
持ピースの正面図、(b)はB−B線に沿う断面図であ
る。本実施形態は、保持ピース7の凹面8に貫通穴9を
設けるとともに、保持ピース7の軸方向に貫通し、かつ貫
通穴9から径方向に向かって略V字状に潤滑剤ポケット
としてのスリット11を設けたものである。このスリッ
ト11は保持ピース7の外周部に開口11aし、この開
口11aから潤滑剤を取込む(矢印方向)ようになって
いる。本実施形態によれば、スリット11の開口11a
が広く開口しているため、潤滑剤を取込み易く、第1の
実施形態と同様の効果がある。
【0030】図5は第3の実施形態を示し、(a)は保
持ピースの正面図、(b)はC−C線に沿う断面図であ
る。本実施形態は、保持ピース7の凹面8に貫通穴9を
設けるとともに、保持ピース7の両凹面8に貫通穴9か
ら径方向に向かって略V字状に潤滑剤ポケットとしての
放射状に凹溝12を設けたものである。この凹溝12は
保持ピース7の凹面8及び外周部に開口12aし、この
開口12aから潤滑剤を取込むようになっている。
【0031】凹面8に対する凹溝12の深さは保持ピー
ス7の外周側を深くする場合、逆に浅くする場合、また凹
面8との深さ均一の3種類が考えられるが、それぞれグ
リス量の条件により使い分けられる。なお、凹溝12と
凹面8のつなぎ目は面取り形状でもよい。
【0032】本実施形態によれば、凹溝12が広く開口
しているため、潤滑剤を取込み易く、第1,2の実施形
態と同様の効果がある。なお、凹溝12の本数は3本に
限らず、1〜10本程度が適当である。
【0033】図6は第4の実施形態を示し、(a)は保
持ピースの正面図、(b)はD−D線に沿う断面図であ
る。本実施形態は、保持ピース7の凹面8に貫通穴9を
設けるとともに、保持ピース7の両凹面8に貫通穴9と
離間して径方向に向かって直線状の潤滑剤ポケットとし
ての放射状に凹溝13を設けたものである。この凹溝1
3は保持ピース7の凹面8及び外周部に開口13aし、
この開口13aから潤滑剤を取込むようになっている。
本実施形態によれば、凹溝13が広く開口しているた
め、潤滑剤を取込み易く、第1〜3の実施形態と同様の
効果がある。なお、凹溝13の本数は3本に限らず、1
〜10本程度が適当である。
【0034】また、ボールねじについて説明したが、リ
ニアガイド等の直進装置においても適用でき、同様の効
果が得られる。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、保持ピースに潤滑剤ポケットを設けることによって
潤滑剤ポケットによって潤滑剤を取込み、取込まれた潤
滑剤は徐々に転動体に移って潤滑機能を発揮するため、
長期間に亘り潤滑性能を保つことができる。
【0036】また、保持ピースにスリットまたは凹溝か
らなる潤滑剤ポケットを設けることにより、膨潤、温度な
どによって保持ピースが伸縮しようとしても、その寸法
変化をスリットまたは凹溝からなる潤滑剤ポケットが吸
収するため、転動体相互間距離などの安定した寸法が必
要な部分の寸法変化が少なくでき、転動体と保持ピース
との接触位置の変化が少なくなり、転動体相互間距離の
変化を小さくできるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施形態を示し、ボールねじ
の断面図。
【図2】同実施形態を示し、(a)は保持ピースの正面
図、(b)はA−A線に沿う断面図。
【図3】(a)(b)は作用説明図。
【図4】この発明の第2の実施形態を示し、(a)は保
持ピースの正面図、(b)はB−B線に沿う断面図。
【図5】この発明の第3の実施形態を示し、(a)は保
持ピースの正面図、(b)はC−C線に沿う断面図。
【図6】この発明の第4の実施形態を示し、(a)は保
持ピースの正面図、(b)はD−D線に沿う断面図。
【図7】従来の保持ピースを示し、(a)は正面図、
(b)はE−E線に沿う断面図。
【図8】従来の保持ピースの作用説明図。
【符号の説明】
1…ボールねじ 2,4…ボールねじ溝 3…ねじ軸 5…ボールナット 6…ボール 7…保持ピース 8…凹面 9…貫通穴 10…スリット(潤滑剤ポケット)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F16H 25/24 F16H 25/24 J Fターム(参考) 3J062 AA21 AB22 AC07 BA27 CD63 CD75 3J101 AA02 AA33 AA42 AA51 AA64 AA65 AA71 BA13 BA15 CA14 EA01 EA36 EA63 FA32 FA41 GA31 GA34 GA60 3J104 AA02 AA23 AA57 AA63 AA69 AA75 AA78 BA15 CA01 CA16 CA23 DA05 DA06 EA01 EA06

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ボールねじ、リニアガイド等に組み込ま
    れた複数の転動体の相互間に保持ピースを介装した直動
    装置において、前記保持ピースに前記転動体の回転によ
    って潤滑剤を取込む潤滑剤ポケットを設けたことを特徴
    とする直動装置。
  2. 【請求項2】 前記潤滑剤ポケットは、前記保持ピース
    の軸方向に貫通し、かつ保持ピースの外周部に開口する
    スリットであることを特徴とする請求項1記載の直動装
    置。
  3. 【請求項3】 前記潤滑剤ポケットは、前記保持ピース
    の前記転動体と接触する面に放射方向に設けた凹溝であ
    ることを特徴とする請求項1記載の直動装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004055612A1 (de) * 2004-11-18 2006-05-24 Bosch Rexroth Mechatronics Gmbh Kugelgewindetrieb mit Distanzstücken
DE102005019286A1 (de) * 2005-04-26 2006-11-09 Schaeffler Kg Abstandhalter für Wälzkörper
WO2008006726A2 (de) * 2006-07-08 2008-01-17 Schaeffler Kg Laufrollenführung

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