JP2006153153A

JP2006153153A - リニアボールベアリング

Info

Publication number: JP2006153153A
Application number: JP2004345287A
Authority: JP
Inventors: Izumi Ichikawa; 泉市川
Original assignee: Misumi Corp
Current assignee: Misumi Corp
Priority date: 2004-11-30
Filing date: 2004-11-30
Publication date: 2006-06-15

Abstract

【課題】ガイドポストとガイドブシュとの間に介挿されるリニアボールベアリングであって、円筒状のリテーナ２と、このリテーナに形成された多数の保持孔３に夫々保持される鋼球とを備え、ガイドブシュの移動でこれとガイドポストとの間に鋼球が挟み込まれる際に発生する抵抗力を軽減すると共に、リテーナに回転方向の分力が作用することを防止して、動きの円滑性を確実に確保できるようにする。
【解決手段】保持孔３はリテーナ２の軸方向に複数列形成される。これら各列の複数の保持孔３は、リテーナ２の周方向を波長方向、リテーナ２の軸方向を波高方向とする波形の線ａ上に形成される。
【選択図】図３

Description

本発明は、主としてダイセットで使用するリニアボールベアリングに関する。

従来、ダイセットとして、図１に示すように、下型Ａに立設したガイドポストＢと上型Ｃに固定したガイドブシュＤとの間にリニアボールベアリング１を介挿し、摩擦抵抗を極力小さくした状態で上型Ｃをガイドできるようにしたものが知られている。リニアボールベアリング１は、円筒状のリテーナ２と、このリテーナ２に形成された多数の保持孔３に夫々保持される鋼球４とで構成されている。

ところで、従来の一般的なリニアボールベアリングでは、保持孔がリテーナの軸方向に複数列形成され、これら各列の保持孔はリテーナの同一円周上に形成されている。ここで、リテーナは鋼球の転動に伴いガイドブシュのストロークの１／２のストロークで移動し、ガイドブシュに対しリテーナが相対移動することになる。また、ガイドポストに対するガイドブシュの径方向の遊びを生じないように、鋼球の直径をガイドポストとガイドブシュとの間の径方向の隙間量より僅かに大きくし、ガイドポストとガイドブシュとの間に鋼球が軽圧入状態で挟み込まれるようにしている。そのため、ガイドブシュの端部から外れた保持孔に保持される鋼球がガイドブシュの移動でガイドブシュとガイドポストとの間に挟み込まれる際、ガイドブシュの移動に対する抵抗力が発生する。そして、上記従来のリニアボールベアリングでは、リテーナの同一円周上に位置する１列の保持孔に保持される全ての鋼球が同時にガイドブシュとガイドポストとの間に挟み込まれることになり、鋼球の挟み込みに伴って発生する抵抗力が大きくなって、ガイドブシュの動きの円滑性が損なわれる。

また、かかる不具合を解消するため、リテーナに保持孔を螺旋状に形成したリニアボールベアリングも知られている(例えば、特許文献１参照)。これによれば、ガイドブシュとガイドポストとの間に同時に挟み込まれる鋼球の個数が少なくなり、鋼球の挟み込みに伴って発生する抵抗力が軽減される。然し、このものでは、ガイドブシュを繰り返し移動させていると、時々ガイドブシュの移動抵抗が大きくなることがある。その理由は、鋼球が螺旋状に配列されるため、時としてリテーナに鋼球を介して回転方向の分力が作用するためと考えられる。即ち、ガイドポスト及びガイドブシュが回転不能であるため、リテーナも回転不能になっており、リテーナに回転方向の分力が作用すると、リテーナがセルフロック状態になって軸方向に動きにくくなり、その結果、ガイドブシュの移動抵抗が大きくなる。
実用新案登録第３０７９７４６号公報

本発明は、以上の点に鑑み、鋼球の挟み込みに伴って発生する抵抗力を軽減すると共に、リテーナに回転方向の分力が作用することを防止して、動きの円滑性を確実に確保できるようにしたリニアボールベアリングを提供することをその課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、円筒状のリテーナと、このリテーナに形成された多数の保持孔に夫々保持される鋼球とを備えるリニアボールベアリングにおいて、保持孔はリテーナの軸方向に複数列形成され、これら各列の複数の保持孔は、リテーナの周方向を波長方向、リテーナの軸方向を波高方向とする波形の線上に形成されることを特徴とする。

上記の構成によれば、各列の保持孔のうちリテーナの同一円周上に位置する保持孔の個数が少なくなる。従って、リニアボールベアリングをガイドポストとガイドブシュとの間に介挿する場合、ガイドブシュの移動でこれとガイドポストとの間に同時に挟み込まれる鋼球の個数が少なくなり、鋼球の挟み込みに伴って発生する抵抗力が軽減される。

また、軸方向に傾斜した波形の線の部分に形成した複数の保持孔に保持される鋼球を介してリテーナに回転方向の分力が作用する可能性があるが、波形の線は各波頂部を境にして互いに逆向きに傾斜するため、各波頂部の一側の傾斜線部に形成した保持孔に保持される鋼球を介して作用する回転方向分力と、各波頂部の他側の傾斜線部に形成した保持孔に保持される鋼球を介して作用する回転方向分力とが互いに逆向きの力となって相殺され、リテーナに作用する回転方向の分力は実質的に零になる。そのため、リテーナが回転方向分力の作用でセルフロック状態になることが防止され、鋼球の挟み込みに伴って発生する抵抗力が軽減されることと相俟って、ガイドブシュの動きの円滑性が確実に確保される。

尚、上記波形の線の波長は、Ｎを整数として、リテーナの周長の１／Ｎに設定される。ここで、波形の線の波長が短くなると、各列の保持孔のうちリテーナの同一円周上に位置する保持孔の個数、即ち、ガイドブシュの移動でこれとガイドポストとの間に同時に挟み込まれる鋼球の個数が多くなるため、波長はあまり短くすべきではない。従って、波形の線の波長は、リテーナの周長の１／１または１／２に設定することが望ましい。

以下、図１に示したダイセットのガイドポストＢとガイドブシュＤとの間に介挿するリニアボールベアリング１に本発明を適用した実施形態について説明する。尚、図１では、下型Ａに立設したガイドポストＢを上型Ｃに固定したガイドブシュＤにリニアボールベアリング１を介して挿入しているが、下型にガイドブシュを固定し、上型に垂設したガイドポストをリニアボールベアリングを介してガイドブシュに挿入することも可能である。

リニアボールベアリング１は、図２に示す如く、円筒状のリテーナ２と、このリテーナ２に形成した多数の保持孔３に夫々転動自在に保持される鋼球４とで構成されている。鋼球４の直径は、ガイドポストＢとガイドブシュＤとの間の径方向の隙間量より僅かに(例えば、十数ミクロン)大きく、ガイドポストＢとガイドブシュＤとの間に鋼球４が軽圧入状態で挟み込まれる。これにより、ガイドポストＢに対するガイドブシュＤの径方向の遊びを生じなくなる。以上は従来のリニアボールベアリングと同様である。

本実施形態のリニアボールベアリング１は、保持孔３の配列が従来のものと異なっている。以下、この点について図３も参照して説明する。保持孔３は、リテーナ２の軸方向に複数列(図示例では１５列)形成されている。そして、各列の複数個(図示例では１２個)の保持孔３は、リテーナ２の周方向を波長方向、リテーナ２の軸方向を波高方向とする波形の線ａ上に周方向に一定ピッチで形成されている。ここで、図３のｂ線は、保持孔３の各列の配置位置の基準となるリテーナ２の円周を示している。

尚、軸方向一方から数えて偶数番目の列の保持孔３の配置線たる波形線ａは、軸方向一方に隣接する奇数番目の列の波形線ａに対し各列の保持孔３の周方向配置ピッチの１／２ピッチ分だけ周方向一方に位相がずれている。また、奇数番目の列の波形線ａも、軸方向一方に１列離れた奇数番目の列の波形線ａに対して周方向一方に僅かに位相がずれており、保持孔３が１列おきにリテーナ２の軸方向に真直に並ぶことがないようにしている。これは、ガイドポストＢ及びガイドブシュＤに鋼球４をできるだけ周方向に分散して接触させ、ガイドポストＢ及びガイドブシュＤに条痕が付くことを防止するためである。

ガイドポストＢとガイドブシュＤとの間に挟み込まれた鋼球４は、ガイドブシュＤの移動に伴い軸方向に転動し、この転動に伴いリテーナ２はガイドブシュＤのストロークの１／２のストロークで軸方向に移動して、ガイドブシュＤに対しリテーナ２が軸方向に相対移動することになる。そして、ガイドブシュＤの端部から外れた保持孔３に保持される鋼球４がガイドブシュＤの移動でガイドブシュＤとガイドポストＢとの間に挟み込まれる際、ガイドブシュＤの移動に対する抵抗力が発生する。ここで、各列の保持孔３がリテーナ２の同一円周上に形成されていると、１列の保持孔３に保持される全ての鋼球４が同時にガイドブシュＤとガイドポストＢとの間に挟み込まれ、鋼球４の挟み込みに伴って発生する抵抗力が大きくなる。これに対し、本実施形態では、各列の複数の保持孔３が上記の如く波形線ａ上に形成されるため、ガイドブシュＤとガイドポストＢとの間に同時に挟み込まれる鋼球４の個数が少なくなり、鋼球４の挟み込みに伴って発生する抵抗力が軽減される。

ところで、波形線ａはリテーナ２の軸方向に傾斜した線部を持つため、この傾斜線部に形成した複数の保持孔３に保持される鋼球４を介してリテーナ２に回転方向の分力が作用する可能性がある。然し、波形線ａは各波頂部を境にして互いに逆向きに傾斜するため、各波頂部の一側の傾斜線部に形成した保持孔３に保持される鋼球４を介して作用する回転方向分力と、各波頂部の他側の傾斜線部に形成した保持孔３に保持される鋼球４を介して作用する回転方向分力とが互いに逆向きの力となって相殺され、リテーナ２に作用する回転方向の分力は実質的に零になる。そのため、リテーナ２が回転方向分力の作用でセルフロック状態になることが防止される。そして、鋼球４の挟み込みに伴って発生する抵抗力が上記の如く軽減されることと相俟って、ガイドブシュＤの動きの円滑性が確実に確保される。

尚、波形線ａの波長は、Ｎを整数として、リテーナ２の周長の１／Ｎに設定する必要がある。上記実施形態において、波形線ａの波長は、リテーナ２の周長の１／１、即ち、リテーナ２の周長に等しく設定されているが、図４(ａ)に示すようにリテーナ２の周長の１／２に設定しても良い。また、波形線ａの波長をリテーナ２の周長の１／３、１／４…と更に短くすることも可能である。然し、波長を短くすると、ガイドブシュＤとガイドポストＢとの間に同時に挟み込まれる鋼球４の個数が増すため、波長はあまり短くすべきではない。従って、波形線ａの波長は、リテーナ２の周長の１／１または１／２に設定することが望ましい。

また、上記実施形態の波形線ａの形状は三角波状であるが、これに限られるものではなく、図４(ｂ)に示すような台形波状であっても良く、更には、正弦波状等の他の形状とすることも可能である。

以上、ダイセットで使用するリニアボールベアリング１に本発明を適用した実施形態について説明したが、ダイセット以外の用途で使用するリニアボールベアリングにも同様に本発明を適用できる。

リニアボールベアリングを具備するダイセットの要部の断面図。本発明の実施形態のリニアボールベアリングの斜視図。図２のリニアボールベアリングのリテーナの展開図。 (ａ)保持孔の配置線となる波形線の変形例を示す図、(ｂ)波形線の他の変形例を示す図。

符号の説明

１…リニアボールベアリング、２…リテーナ、３…保持孔、４…鋼球、ａ…波形の線。

Claims

円筒状のリテーナと、このリテーナに形成された多数の保持孔に夫々保持される鋼球とを備えるリニアボールベアリングにおいて、
保持孔はリテーナの軸方向に複数列形成され、これら各列の複数の保持孔は、リテーナの周方向を波長方向、リテーナの軸方向を波高方向とする波形の線上に形成されることを特徴とするリニアボールベアリング。
前記波形の線の波長は、前記リテーナの周長の１／１または１／２に設定されることを特徴とする請求項１記載のリニアボールベアリング。