JP2009030718A - 直動案内装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】転動体保持部材の寿命を延ばすとともに、転動体保持部材による各転動体の保持力を向上させることが可能な直動案内装置を提供する。
【解決手段】直動案内装置は、レール側転動体転動溝を有する案内レールと、レール側転動体転動溝に対向するスライダ側転動体転動溝を有するスライダと、レール側転動体転動溝とスライダ側転動体転動溝との間に転動自在に配設された複数の転動体30と、隣り合う転動体30の間にそれぞれ介装される複数の介装部42及び複数の介装部42を連結する連結部41とを有する転動体保持部材40とを備え、各介装部42は、開口部45を有し、転動体保持部材40が、隣り合う転動体30の外周面を各介装部42の開口部45を通じて互いに接触させた状態で、複数の転動体30を保持している。
【選択図】図5

Description

本発明は、往復直線運動する物体をその移動方向に案内する直動案内装置に関する。
工作機械用や射出成形機等に用いられている直動案内装置は、転動体転動路内を複数の転動体が転動しつつ移動することによって、スライダを案内レールに対して相対移動させている。
このような直動案内装置では、直動案内装置を円滑に作動させるために、転動体転動路内で複数の転動体を所定の間隔で整列させる保持手段が用いられている。
従来、この種の保持手段として、例えば、図29に示すものが知られている(特許文献1参照)。
図29は、従来の保持手段の側面図である。
図29に示す保持手段100は、隣り合う転動体110の間に介装される介装部120と、各介装部120を連結する連結部130とを備えている。各介装部120の各側面には、各転動体110が接触する保持凹部が形成されている。そして、保持手段100は、各転動体110を、隣り合う転動体110を互いに離隔した状態で保持している。
また、従来、この種の他の保持手段として、例えば、図30に示すものが知られている(特許文献2参照)。
図30は、従来の保持手段の斜視図である。
図30に示す保持手段200は、隣り合う転動体210の間に介装されるスペーサ220と、各スペーサ220を連結する連結部230とを有している。各スペーサ220は、円筒状に形成されている。そして、保持手段200は、各転動体210を、隣り合う転動体210が互いに離隔した状態で保持している。
さらに、従来、この種の他の保持手段として、例えば、図31に示すものが知られている(特許文献3参照)。
図31は、従来の保持手段の側面図である。
図31に示す保持手段300は、複数の転動体330が配設された転動体転動路内において、隣り合う転動体330の間各々に介装される。各保持手段300は、弾性体からなり、中央孔310を有する円板状に形成されている。各保持手段300の各側面には、転動体330が接触する凹面形状のボール接触面320が形成されている。そして、各保持手段300は、通常時には、図31(a)に示すように、隣り合う転動体330を、互いに離隔した状態で整列させる。一方、各保持手段300は、隣り合う転動体330から押圧力を受けた際には、図31(b)に示すように、弾性変形することにより押圧力を吸収する。この際、各保持手段300により整列された隣り合う転動体330は、保持手段300が弾性変形することにより、互いに接触する場合がある。
特許第3243415号公報 特開2006−70958号公報 特開2005−42763号公報
しかしながら、図29に示す保持手段100又は図30に示す保持手段200は、保持する各転動体110,210からの押圧力を、各介装部120又は各スペーサ220が受ける構成となっている。したがって、保持手段100又は保持手段200では、直動案内装置を高速運転する際に、各転動体110,210から各介装部120又は各スペーサ220に加わる押圧力が大きくなり、各介装部120又は各スペーサ220と連結部130,230とが切断される場合がある。すなわち、保持手段100又は保持手段200では、各介装部120又は各スペーサ220が受ける負荷が大きくなり、寿命が短くなるという問題がある。
また、図31に示す保持手段300を適用した直動案内装置では、転動体転動路内に複数配設された保持手段300が互いに連結されていないため、各転動体330の保持力が弱く、隣り合う保持手段300の間から各転動体330が脱落する場合があるという問題がある。また、保持手段300を適用した直動案内装置では、複数の保持手段300が互いに連結されていないため、各保持手段300が転動体転動路内で倒れ易いとともに、直動案内装置の組み立てが困難であるいう問題がある。
本発明は上記した従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、転動体保持部材の寿命を延ばすとともに、転動体保持部材による各転動体の保持力を向上させることが可能な直動案内装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明の請求項1に係る直動案内装置は、軸方向に延びるレール側転動体転動溝を有する案内レールと、
前記レール側転動体転動溝に対向するスライダ側転動体転動溝を有し、前記案内レールに対して軸方向に相対移動するスライダと、
前記レール側転動体転動溝と前記スライダ側転動体転動溝との間に転動自在に配設された複数の転動体と、
隣り合う前記転動体の間にそれぞれ介装される複数の介装部と、複数の前記介装部を連結する連結部とを有し、隣り合う前記介装部により前記各転動体を保持する転動体保持部材とを備えてなる直動案内装置であって、
前記各介装部は、開口部を有し、
前記転動体保持部材が、隣り合う前記転動体の外周面を前記各介装部の前記開口部を通じて互いに接触させた状態で、複数の前記転動体を保持していることを特徴とする。
また、本発明の請求項2に係る直動案内装置は、請求項1に係る直動案内装置において、前記各介装部は、前記各転動体の外周面に接触する面が、該外周面に沿う凹面形状となるように形成されていることを特徴とする。
さらに、本発明の請求項3に係る直動案内装置は、請求項1に係る直動案内装置において、前記各介装部の前記開口部の各端部の縁部が、曲面状に面取りされていることを特徴とする。
本発明の請求項1に係る直動案内装置によれば、転動体保持部材が、隣り合う転動体が互いに接触した状態で、複数の転動体を保持している構成により、転動体保持部材が受ける負荷を小さくすることができ、転動体保持部材の寿命を延ばすことが可能となる。また、本発明の請求項1に係る直動案内装置では、転動体保持部材が、隣り合う転動体の間にそれぞれ介装される複数の介装部と複数の介装部を連結する連結部とを有し、隣り合う介装部により各転動体を保持する構成を採用している。したがって、本発明の請求項1に係る直動案内装置によれば、転動体保持部材による各転動体の保持力を向上させることが可能となる。また、上記構成により、各介装部が転動体転動路内で倒れることを防止することができるとともに、直動案内装置の組み立てを容易とすることができる。
また、本発明の請求項2に係る直動案内装置によれば、請求項1に係る直動案内装置において、各介装部は、各転動体の外周面に接触する面が、該外周面に沿う凹面形状となるように形成されている構成により、転動体保持部材による各転動体の保持力を向上させることが可能となる。
さらに、本発明の請求項3に係る直動案内装置によれば、請求項1に係る直動案内装置において、各介装部の開口部の各端部の縁部が曲面状に面取りされている構成により、転動体保持部材により保持されている各転動体を円滑に転動させることが可能となる。
次に、本発明の第一の実施の形態を図1から図7を参照して説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係る直動案内装置の正面図である。図2は、図1に示す直動案内装置の平面図である。図3は、図1のA−A線に沿う断面図である。図4は、図2のB−B線に沿う部分断面図である。図5は、図1に示す直動案内装置に備えられる転動体保持部材の側面図である。図6は、図5に示す転動体保持部材の平面図である。図7は、図5に示す転動体保持部材の正面図である。
図1及び図2に示す直動案内装置1は、案内レール10と、案内レール10に対して軸方向(図1における奥行方向、図2における左右方向)に相対移動するスライダ20と、スライダ20内に転動自在に組み込まれた複数の円筒ころ(転動体)30と、複数の円筒ころ30を保持する複数の転動体保持部材40(図3参照)と、各転動体保持部材40を保持する保持器50(図4参照)とを備えている。
案内レール10は、合金鋼などの金属材料からなり、軸方向に直線状に延びるように形成されている。案内レール10は、図1及び図4に示すように、幅方向(図1における左右方向)に沿う断面がI字形状をなしており、その各側面には、軸方向に沿って延びるレール側転動体転動溝15が上下2列ずつ形成されている。
スライダ20は、図2に示すように、スライダ本体21と、スライダ本体21の軸方向の各端部に装着された一対のエンドキャップ22とを備えている。
スライダ本体21は、合金鋼などの金属材料からなり、幅方向に沿う断面がコ字形状に形成されている。スライダ本体21の内側の各側面には、図4に示すように、案内レール10のレール側転動体転動溝15と各々対向する上下2列のスライダ側転動体転動溝25が形成されている。そして、図3に示すように、各レール側転動体転動溝15と、各レール側転動体転動溝15に対向するスライダ側転動体転動溝25とで、各円筒ころ30が転動する直線状の負荷転動路60が形成される。また、スライダ本体21は、軸方向に貫通する四つの貫通孔26を有しており、各貫通孔26には、合成樹脂製の円筒ころ戻り通路形成部材27が挿入されている。各円筒ころ戻り通路形成部材内には、円筒ころ30が通過することが可能な方形断面の貫通孔28が形成されており、この方形断面の貫通孔によって図3に示す円筒ころ戻り通路61が形成されている。
各エンドキャップ22は、ポリアセタール、ポリアミド、PBTなどの合成樹脂材から形成されている。各エンドキャップ22の内側には、図3に示すように、リターンガイド29が組み込まれ、エンドキャップ22とリターンガイド29との間には、U字形状に湾曲した方向転換路62が形成されている。また、各エンドキャップ22には、グリスなどの潤滑剤をスライダ20内に供給するための潤滑剤供給口24(図1参照)が形成されている。
方向転換路62は、図3に示すように、負荷転動路60及び円筒ころ戻り通路61と連通している。これにより、方向転換路62、負荷転動路60及び円筒ころ戻り通路61により円筒ころ30の循環路が形成されている。したがって、スライダ20の相対的直線運動に伴って、負荷転動路60を転動した円筒ころ30は、方向転換路62で方向転換した後、円筒ころ戻り通路61を転動するように構成されている。
各円筒ころ30は、合金鋼などの金属材料からなり、円柱形状に形成されている。そして、各円筒ころ30は、図4から図7に示すように、転動体保持部材40により保持された状態で、レール側転動体転動溝15とスライダ側転動体転動溝25との間に転動自在に配設されている。
各転動体保持部材40は、円筒ころ30の循環路ごとに配設されている。各転動体保持部材40は、例えばポリアセタール、ポリアミド、PBTなどの合成樹脂材から形成されている。各転動体保持部材40は、図5から図7に示すように、隣り合う円筒ころ30の間にそれぞれ介装される複数の介装部42と、複数の介装部42を互いに連結する一対の連結部41とを有している。
各介装部42の前面及び後面には、各円筒ころ30の外周面に接触する接触面44が形成されている。各介装部42には、前側の接触面44と後側の接触面44との間を連通する前後方向(図5における左右方向)から見た形状が略方形の開口部45が設けられている。各開口部45の幅方向(図7における左右方向)の長さは、円筒ころ30の幅方向の長さよりも長く形成されている。ここで、各開口部45の鉛直方向(図7における上下方向)の長さは、隣り合う円筒ころ30の外周面を各開口部45を通じて互いに接触させることができる範囲において適宜変更することが可能である。
各連結部41は、円筒ころ30の循環路に沿って湾曲することが可能なように形成されている。また、各連結部41は、保持器50の後述する保持溝52に移動自在に嵌合している。
そして、各転動体保持部材40は、隣り合う介装部42により各円筒ころ30を保持する。この際、各転動体保持部材40は、隣り合う円筒ころ30の外周面を各介装部42の開口部45を通じて互いに接触させた状態で、各円筒ころ30を保持している。
各保持器50は、図4に示すように、スライダ本体21のスライダ側転動体転動溝25内の転動面25aの各側方に配設されている。各保持器50は、長手方向に沿って延びる、転動体保持部材40の連結部41を移動自在に保持することが可能な保持溝52を有している。そして、各スライダ側転動体転動溝25に配設された両保持器50は、保持溝52を互いに対向させて配設され、各保持溝52で各転動体保持部材40の各連結部41を保持することにより、各転動体保持部材40を保持している。本実施の形態では、スライダ20の各内側面に、上部保持器50、中間保持器50及び下部保持器50の3つの保持器50が配設されている。そして、中間保持器50は、上側のスライダ側転動体転動溝25の保持器50及び下側のスライダ転動体転動溝25の保持器50を兼ねている。
そして、直動案内装置1では、各円筒ころ30が、転動体保持部材40により転動自在に保持される。また、各転動体保持部材40が、保持器50により移動自在に保持された状態でスライダ20に組み込まれている。したがって、直動案内装置1によれば、円筒ころ30の循環路内で複数の円筒ころ30を整列させることができ、直動案内装置1を円滑に作動させることができる。
また、直動案内装置1では、各転動体保持部材40が、隣り合う円筒ころ30の外周面を各介装部42の開口部45を通じて互いに接触させた状態で、各円筒ころ30を保持する構成を採用している。したがって、直動案内装置1によれば、各円筒ころ30から各転動体保持部材40が受ける負荷を小さくすることができ、転動体保持部材40の寿命を延ばすことが可能となる。
さらに、直動案内装置1では、各転動体保持部材40の複数の介装部42が、一対の連結部41により互いに連結される構成を採用している。したがって、直動案内装置1によれば、各転動体保持部材40による各円筒ころ30の保持力を向上させることが可能となる。また、各介装部42が円筒ころ30の循環路内で倒れることを防止することができるとともに、直動案内装置1の組み立てを容易とすることができる。
次に、直動案内装置1の転動体保持部材40の変形例について図8から図10を参照して説明する。
図8は、図5に示す転動体保持部材の変形例の側面図である。図9は、図8に示す転動体保持部材の平面図である。図10は、図8に示す転動体保持部材の正面図である。
転動体保持部材40の変形例に係る転動体保持部材70の基本構成は、転動体保持部材40と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
各転動体保持部材70では、図8から図10に示すように、各介装部42と各連結部41との接続部に、補強部71が設けられている。これにより、各転動体保持部材70の寿命を向上させることが可能となる。
各補強部71は、三角形状に形成され、各介装部42の幅方向の各端部の上部及び下部のそれぞれにおいて、前面側及び後面側のそれぞれに設けられている。
次に、本発明の第二の実施の形態に係る直動案内装置を図11から図13を参照して説明する。
図11は、本発明の第二の実施の形態に係る直動案内装置に備えられる転動体保持部材の側面図である。図12は、図11に示す転動体保持部材の平面図である。図13は、図11に示す転動体保持部材の正面図である。
本発明の第二の実施の形態に係る直動案内装置は、上記第一の実施の形態に係る直動案内装置1において、転動体保持部材40の代わりに転動体保持部材73を備えている。
転動体保持部材73の基本構成は、転動体保持部材40と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
各転動体保持部材73では、各介装部42の各接触面44が、接触する各円筒ころ30の外周面に沿う凹面形状となるように形成されている。これにより、転動体保持部材各73による各円筒ころ30の保持力を向上させることが可能となる。
また、各転動体保持部材73では、各介装部42の開口部45の鉛直方向の長さが、各転動体保持部材40の開口部45の鉛直方向の長さと比較して短くなっている。
次に、転動体保持部材73の変形例について図14から図16を参照して説明する。
図14は、図11に示す転動体保持部材の変形例の側面図である。図15は、図14に示す転動体保持部材の平面図である。図16は、図14に示す転動体保持部材の正面図である。
転動体保持部材73の変形例に係る転動体保持部材75の基本構成は、転動体保持部材73と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
転動体保持部材75では、図14から図16に示すように、各介装部42の各接触面44の幅方向の長さが、各円筒ころ30の幅方向の長さと比較して短く形成されている。これにより、転動体保持部材75によれば、転動体保持部材73と比較して各円筒ころ30と各介装部42との摩擦を小さくすることができ、高速用途の直動案内装置に使用することが可能となる。
さらに、転動体保持部材73の他の変形例について図17から図19を参照して説明する。
図17は、図11に示す転動体保持部材の他の変形例の側面図である。図18は、図17に示す転動体保持部材の平面図である。図19は、図17に示す転動体保持部材の正面図である。
転動体保持部材73の他の変形例に係る転動体保持部材77の基本構成は、転動体保持部材73と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
転動体保持部材77では、図17から図19に示すように、各介装部42の各接触面44の幅方向の長さが、各円筒ころ30の幅方向の長さと比較して短く形成されている。また、転動体保持部材77では、各介装部42の上端部及び下端部において、各接触面44の幅方向の各側方に切欠き部78が設けられている。これにより、転動体保持部材77によれば、転動体保持部材75と比較して軽量化することができ、更に高速用途の直動案内装置に使用することが可能となる。
次に、本発明の第三の実施の形態に係る直動案内装置を図20から図22を参照して説明する。
図20は、本発明の第三の実施の形態に係る直動案内装置に備えられる転動体保持部材の側面図である。図21は、図20に示す転動体保持部材の平面図である。図22は、図20に示す転動体保持部材の正面図である。
本発明の第三の実施の形態に係る直動案内装置は、上記第一の実施の形態に係る直動案内装置1において、転動体保持部材40の代わりに転動体保持部材80を備えている。
転動体保持部材80の基本構成は、転動体保持部材40と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
各転動体保持部材80では、図20から図22に示すように、各介装部42の開口部45の各端部の縁部が、曲面状に面取りされている。なお、本実施の形態では、各転動体保持部材80の各介装部42の開口部45を介した上部及び下部の断面が、図20に示すように、略円形となるように形成されている。これにより、転動体保持部材80により保持されている各円筒ころ30を円滑に転動させることが可能となる。
次に、本発明の第四の実施の形態に係る直動案内装置を図23から図25を参照して説明する。
図23は、本発明の第四の実施の形態に係る直動案内装置に備えられる転動体保持部材の側面図である。図24は、図23に示す転動体保持部材の平面図である。図25は、図23に示す転動体保持部材の正面図である。
本発明の第四の実施の形態に係る直動案内装置は、直動案内装置1において、転動体保持部材40の代わりに転動体保持部材83を備えるとともに、円筒ころ30の代わりにボール84(転動体)を備えている。
各転動体保持部材83は、図23から図25に示すように、隣り合うボール84の間にそれぞれ介装される複数の介装部85と、複数の介装部85を互いに連結する一対の連結部86とを有している。
各介装部85の前面及び後面には、各ボール84の外周面に接触する接触面87が形成されている。各介装部85には、前側の接触面87と後側の接触面87との間を連通する略円形の開口部88が設けられている。ここで、各開口部88の直径は、隣り合うボール84の外周面を各開口部88を通じて互いに接触させることができる範囲において適宜変更することが可能である。
各連結部86は、ボール84の循環路に沿って湾曲することが可能なように形成されている。
そして、各転動体保持部材83は、隣り合う介装部85により各ボール84を保持する。この際、各転動体保持部材83は、隣り合うボール84の外周面を各介装部85の開口部88を通じて互いに接触させた状態で、各ボール84を保持している。これにより、各ボール84から各転動体保持部材83が受ける負荷を小さくすることができ、転動体保持部材83の寿命を延ばすことが可能となる。また、各転動体保持部材83による各ボール84の保持力を向上させることが可能となる。さらに、各介装部85がボール84の循環路内で倒れることを防止することができるとともに、直動案内装置の組み立てを容易とすることができる。
次に、転動体保持部材83の変形例について図26から図28を参照して説明する。
図26は、図23に示す転動体保持部材の変形例の側面図である。図27は、図26に示す転動体保持部材の平面図である。図28は、図26に示す転動体保持部材の正面図である。
転動体保持部材83の変形例に係る転動体保持部材90の基本構成は、転動体保持部材83と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
各転動体保持部材90では、図26から図28に示すように、各連結部86の内面に、各ボール84を転動自在に保持する保持凹部91が複数形成されている。各保持凹部91は、接触する各ボール84の外周面に沿う凹面形状となるように形成されている。これにより、各転動体保持部材90による各ボール84の保持力を向上させることが可能となる。
以上、本発明の各実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに種々の変更、改良を行うことができる。
例えば、上記各実施の形態では、転動体として、円筒ころ30及びボール84のうちどちらを採用する構成としても構わない。
本発明の実施の形態に係る直動案内装置の正面図である。 図1に示す直動案内装置の平面図である。 図1のA−A線に沿う断面図である。 図2のB−B線に沿う部分断面図である。 図1に示す直動案内装置に備えられる転動体保持部材の側面図である。 図5に示す転動体保持部材の平面図である。 図5に示す転動体保持部材の正面図である。 図5に示す転動体保持部材の変形例の側面図である。 図8に示す転動体保持部材の平面図である。 図8に示す転動体保持部材の正面図である。 本発明の第二の実施の形態に係る直動案内装置に備えられる転動体保持部材の側面図である。 図11に示す転動体保持部材の平面図である。 図11に示す転動体保持部材の正面図である。 図11に示す転動体保持部材の変形例の側面図である。 図14に示す転動体保持部材の平面図である。 図14に示す転動体保持部材の正面図である。 図11に示す転動体保持部材の他の変形例の側面図である。 図17に示す転動体保持部材の平面図である。 図17に示す転動体保持部材の正面図である。 本発明の第三の実施の形態に係る直動案内装置に備えられる転動体保持部材の側面図である。 図20に示す転動体保持部材の平面図である。 図20に示す転動体保持部材の正面図である。 本発明の第四の実施の形態に係る直動案内装置に備えられる転動体保持部材の側面図である。 図23に示す転動体保持部材の平面図である。 図23に示す転動体保持部材の正面図である。 図23に示す転動体保持部材の変形例の側面図である。 図26に示す転動体保持部材の平面図である。 図26に示す転動体保持部材の正面図である。 従来の保持手段の側面図である。 従来の保持手段の斜視図である。 従来の保持手段の側面図である。
符号の説明
1 直動案内装置
10 案内レール
15 レール側転動体転動溝
20 スライダ
21 スライダ本体
22 エンドキャップ
24 潤滑剤供給口
25 スライダ側転動体転動溝
25a 転動面
26 貫通孔
27 戻り通路形成部材
28 貫通孔
29 リターンガイド
30 円筒ころ(転動体)
40 転動体保持部材
41 連結部
42 介装部
44 接触面
45 開口部
50 保持器
52 保持溝
60 負荷転動路
61 円筒ころ戻り通路
62 方向転換路
70 転動体保持部材
71 補強部
73 転動体保持部材
75 転動体保持部材
77 転動体保持部材
78 切欠き部
80 転動体保持部材
83 転動体保持部材
84 ボール(転動体)
85 介装部
86 連結部
87 接触面
88 開口部
90 転動体保持部材
91 保持凹部

Claims (3)

  1. 軸方向に延びるレール側転動体転動溝を有する案内レールと、
    前記レール側転動体転動溝に対向するスライダ側転動体転動溝を有し、前記案内レールに対して軸方向に相対移動するスライダと、
    前記レール側転動体転動溝と前記スライダ側転動体転動溝との間に転動自在に配設された複数の転動体と、
    隣り合う前記転動体の間にそれぞれ介装される複数の介装部と、複数の前記介装部を連結する連結部とを有し、隣り合う前記介装部により前記各転動体を保持する転動体保持部材とを備えてなる直動案内装置であって、
    前記各介装部は、開口部を有し、
    前記転動体保持部材が、隣り合う前記転動体の外周面を前記各介装部の前記開口部を通じて互いに接触させた状態で、複数の前記転動体を保持していることを特徴とする直動案内装置。
  2. 前記各介装部は、前記各転動体の外周面に接触する面が、該外周面に沿う凹面形状となるように形成されていることを特徴とする請求項1記載の直動案内装置。
  3. 前記各介装部の前記開口部の各端部の縁部が、曲面状に面取りされていることを特徴とする請求項1記載の直動案内装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104603485A (zh) * 2013-09-03 2015-05-06 日本精工株式会社 线性引导装置的盖体及线性引导装置
TWI708019B (zh) * 2019-03-11 2020-10-21 精浚科技股份有限公司 線性滑軌的滾動模組及鏈帶

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