JP2829791B2 - リニアベアリング - Google Patents

リニアベアリング

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JP2829791B2
JP2829791B2 JP2415231A JP41523190A JP2829791B2 JP 2829791 B2 JP2829791 B2 JP 2829791B2 JP 2415231 A JP2415231 A JP 2415231A JP 41523190 A JP41523190 A JP 41523190A JP 2829791 B2 JP2829791 B2 JP 2829791B2
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宏明 岸
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、リニアベアリングに関
し、特に、軸方向にボールスプライン溝を設けた軸に鋼
球を介して嵌合されるボールスプライン及び丸軸に鋼球
を介して嵌合されるボールブッシュに関する。
【0002】
【従来技術】図7を用いて従来のボールスプライン及び
その円筒形リテーナについて説明する。
【0003】軸方向にボールスプライン溝74を設けた
軸72に、鋼球76を介して嵌合される従来のボールス
プライン70は、概略的に、内周面に負荷ボール溝及び
無負荷ボール溝を有する外筒78と、外筒78の内側に
挿着されるプラスチック製の円筒形リテーナ79と、円
筒形リテーナ79を外筒78の内側に固定しておくため
の一対の止めリング80、80とから構成されている。
【0004】図7の中央部に示されているように、円筒
形リテーナ79は、その外周面に、負荷ボール域81
a、無負荷ボール域81b及び一対の反転域81c、8
1cからなる無限軌道81を有している。円筒形リテー
ナ79は、また、負荷ボールの一部を突出させるため、
負荷ボール域81aに該当する位置に直線状の窓82を
有している。窓82の両端は、負荷ボールを下側から掬
い上げるように舌片83が設置されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来のボール
スプライン70は、負荷ボールが負荷ボール域81aか
ら無負荷ボール域81bに移行する際、舌片83によっ
て負荷ボールを下側から掬い上げるようになっていた。
この際、鋼球76は急激に進路変更されるため、その流
れがスムースでない欠点を有していた。これは、舌片8
3の破損や騒音の原因となるため、改善の必要があっ
た。
【0006】また、図8に示されているように、反転域
81cの両側の上部には、ボールを押さえる部材がなく
中空部となっていたため、無負荷ボールがこの部分を通
過する際、スムースな転走ができない欠点があった。こ
の為、ボールスプラインの高速運転時や垂直配置の場合
に、ボールの蛇行を生じさせ、ボールの循環不能を引き
起こしていた。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、上述し
た従来技術の欠点を解決し、負荷ボールをスムースに負
荷ボール域から無負荷ボール域に移行することができる
リニアベアリングを提供することである。
【0008】本発明の第一の態様は、軸に鋼球を介して
移動自在に嵌合されるリニアベアリングであって、負荷
ボール域に該当する位置に形成された直線状の鋼球の直
径より浅い負荷ボール溝及び無負荷ボール域に該当する
位置に形成された鋼球の直径よりやや深い無負荷ボール
溝を有する外筒と、外筒の内側に嵌着された円筒形リテ
ーナであって、負荷ボールの一部を突出させるため、負
荷ボール域に該当する位置に形成され、負荷ボールを両
側から掬い上げるように少なくとも一端部が徐々に幅狭
とされている直線状の窓を持つ円筒形リテーナと、円筒
形リテーナの外周面上で且つ外筒の軸方向両端部に配置
された一対の鋼球案内部材であって、円筒形リテーナに
よって掬い上げられたボールを軸方向両外側に行くに従
って半径方向外側に滑らかに案内する第一のトンネル
部、外筒の無負荷ボール溝に接続する第二のトンネル部
並びに第一及び第二のトンネル部の軸方向外側端同志を
接続する断面ほぼ円形の反転トンネル部を持つ鋼球案内
部材とを備えて構成されている。尚、上記鋼球案内部材
は、鋼球案内部材の反転トンネル部が、第一及び第二の
トンネル部の軸方向外側端同志を接続する断面ほぼ半円
形の反転溝と、そして、円筒形リテーナの外周面上で且
つ鋼球案内部材の軸方向両外側に配置された一対のデフ
レクタであって、鋼球案内部材の反転溝と一緒になって
断面円形の反転トンネル部を形成する断面ほぼ半円形の
反転溝を持つデフレクタとを備えても構成されている。
【0009】本発明の第二の態様は、軸に鋼球を介して
移動可能に嵌合されるリニアベアリングであって、負荷
ボール域に該当する位置に形成された負荷ボール溝及び
無負荷ボール域に該当する位置に形成された無負荷ボー
ル溝を有する外筒と、外筒の内側に嵌着された円筒形リ
テーナであって、負荷ボールの一部を突出させるため、
負荷ボール域に該当する位置に形成されている直線状の
窓を持つ円筒形リテーナと、円筒形リテーナの外周面上
で且つ外筒の軸方向両端部に配置された一対の鋼球案内
部材であって、円筒形リテーナによって掬い上げられた
ボールを軸方向両外側に行くに従って半径方向外側に滑
らかに案内する第一のトンネル部、外筒の無負荷ボール
溝に接続する第二のトンネル部並びに第一及び第二のト
ンネル部の軸方向外側端同志を接続する断面ほぼ半円形
の反転溝を持つ鋼球案内部材と、そして、円筒形リテー
ナの外周面上で且つ鋼球案内部材の軸方向両外側に配置
された一対のデフレクタであって、該鋼球案内部材の反
転溝と一緒になって断面ほぼ円形の反転トンネル部を形
成する断面ほぼ半円形の反転溝を持つデフレクタとを備
えて構成されている。
【0010】
【作用】円筒形リテーナに形成された窓の少なくとも一
方の端が、徐々に幅狭とされているため、負荷ボール
は、負荷ボール域から無負荷ボール域に移行する際、そ
の両側から滑らかに掬い上げられる。滑らかさの程度
は、窓の幅の狭くなる度合いによって決定される。
【0011】また、無負荷ボール域の反転領域において
は、鋼球案内部材の反転溝とデフレクタの反転溝とが一
緒になって、断面ほぼ円形の反転トンネル部を形成す
る。従って、円筒形リテーナによって掬い上げられたボ
ールは、その進行方向を変えられる第一のトンネル部、
反転トンネル部及び第二のトンネル部を通過する際、そ
の全周を保持されながら確実に転走される。
【0012】
【実施例】以下、図面を用いて、本発明のリニアベアリ
ングをトルクの伝達機能を有するボールスプラインを例
として説明するが、勿論、トルクの伝達機能を持たない
ボールブシュにも本発明は適用可能である。
【0013】図1に図示されているように、本発明のボ
ールスプライン10は、概略的に、金属製の外筒22
と、外筒22の内側に挿着される金属製の円筒形リテー
ナ24と、円筒形リテーナ24の外周面上で且つ外筒2
2の軸方向両端部に配置された一対の鋼球案内部材28
と、そして、円筒形リテーナ24の外周面上で且つ鋼球
案内部材28の軸方向両外側に配置された一対のデフレ
クタ36とから構成されている。
【0014】外筒22は、従来と同様に金属製の部材で
あり、その軸方向両端部には、鋼球案内部材28とデフ
レクタ36とを嵌め入れるための内径が大きくなった凹
部22aが設けられている。凹部22aは、直接鋼球1
6のための無限軌道の一部を構成することがないため、
精度はそれ程要求されない。このため、前述した従来の
ボールスプラインに比べて安価に製造することができ
る。
【0015】図4及び図5を参照すると、金属製の円筒
形リテーナ24は、負荷ボール域に該当する位置に、負
荷ボールの一部を突出させるための直線状の窓26が形
成されている。窓26の両端部26aは、徐々に幅狭と
されている。従って、ボールは、負荷ボール域から無負
荷ボール域に移行する際、その両側から滑らかに掬い上
げられる。また、ボールは、無負荷ボール域から負荷ボ
ール域に移行する際、滑らかに滑り落とされる。図6に
示されているように、窓26の両端部26a、26aに
おける窓壁面が、鋼球16に常に直角に接触するように
その傾斜角度を変えることもできる。これより、鋼球1
6の負荷ボール域から無負荷ボール域への移行又はその
逆の移行を、よりスムースに行うことができる。
【0016】外筒22の内周面に凹部40を設け、一
方、円筒形リテーナ24に突起42を設けることができ
る。これにより、金属製の円筒形リテーナ24を外筒2
2の内側に精密に位置決め挿着することができる(図2
参照)。
【0017】図1及び図3に図示されているように、プ
ラスチック製の鋼球案内部材28は、全体として円環状
の形状を有している。鋼球案内部材28は、円筒形リテ
ーナ24によって掬い上げられたボールを軸方向両外側
に行くに従って半径方向外側に滑らかに案内する第一の
トンネル部30と、外筒22の無負荷ボール溝20に接
続する第二のトンネル部32と、そして第一及び第二の
トンネル部30、32の軸方向外側端同志を接続する断
面ほぼ半円形の反転溝34を持っている。
【0018】一方、プラスチック製のデフレクタ36
は、鋼球案内部材28の反転溝34と一緒になって断面
ほぼ円形の反転トンネル部を形成する断面ほぼ半円形の
反転溝38を有している。
【0019】鋼球案内部材28及びデフレクタ36は、
外筒22の凹部22aに挿着され、外筒22の凹部22
aに形成された円環状の溝に嵌合される止めリング44
によって所定の位置に配置される。組み立てられた状態
において、外筒22の両端部には、外筒22の負荷ボー
ル溝18から、鋼球案内部材28の第一のトンネル部3
0、鋼球案内部材28の反転溝34とデフレクタ36の
反転溝38によって形成される断面円形の反転トンネル
部、鋼球案内部材28の第二のトンネル部32、そし
て、外筒22の無負荷ボール溝20にまで滑らかに連続
する鋼球案内トンネルが形成される。
【0020】特に、鋼球案内部材の反転トンネル部を一
体成型するほか、鋼球案内部材28及びデフレクタ36
をプラスチックにより別部品として製造することができ
るため、鋼球案内トンネルの断面形状を正確に制御する
ことができる。これにより、鋼球案内部材28の走行を
よりスムースなものとすることができる。
【0021】
【発明の効果】本発明のリニアベアリングにおいては、
負荷ボール域から無負荷ボール域に移行する際、負荷ボ
ールが、その両側から滑らかに掬い上げられ、さらに、
外筒の負荷ボール溝から、鋼球案内部材の第一のトンネ
ル部、鋼球案内部材の反転溝とデフレクタの反転溝によ
って形成される断面円形の反転トンネル部、鋼球案内部
材の第二のトンネル部、そして、外筒の無負荷ボール溝
にまで滑らかに送られるため、反転域における千鳥状の
走行や引っ掛かりを削減することができる。これによ
り、リニアベアリングの走行は以前にも増して滑らかと
なり、スムースな直線運動を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るボールスプラインの一実施例を示
す縦断面図である。
【図2】図1のA−A線断面図であり、見易さのため
に、鋼球案内部材及びデフレクタを除去してある。
【図3】図1のボールスプラインの要部を示す分解斜視
図である。
【図4】図1のボールスプラインに使用された円筒形リ
テーナを示す正面図である。
【図5】図4の円筒形リテーナの中央縦断面図である。
【図6】図3のB−B線断面図である。
【図7】従来のボールスプラインの構成を説明するため
の縦断面図である。
【図8】図7のC−C線断面図である。
【符号の説明】
10…ボールスプライン 12…軸 14…ボールスプライン溝 16…鋼球 18…負荷ボール溝 20…無負荷ボール溝 22…外筒 24…円筒形リテーナ 26…窓 28…鋼球案内部材 30…第一のトンネル部 32…第二のトンネル部 34…反転溝 36…デフレクタ 38…反転溝 40…凹部 42…突起 44…止めリング 出願人 テイエチケー株式会社代理人弁理士 西森浩司

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軸に鋼球を介して移動自在に嵌合される
    リニアベアリングにおいて、 負荷ボール域に該当する位置に形成された直線状の鋼球
    の直径より浅い負荷ボール溝及び無負荷ボール域に該当
    する位置に形成された鋼球の直径よりやや深い無負荷ボ
    ール溝を有する外筒と、 前記外筒の内側に嵌着された円筒形リテーナであって、
    負荷ボールの一部を突出させるため、負荷ボール域に該
    当する位置に形成され、負荷ボールを両側から掬い上げ
    るように少なくとも一端部が徐々に幅狭とされている直
    線状の窓を持つ円筒形リテーナと、 前記円筒形リテーナの外周面上で且つ前記外筒の軸方向
    両端部に配置された一対の鋼球案内部材であって、前記
    円筒形リテーナによって掬い上げられたボールを軸方向
    両外側に行くに従って半径方向外側に滑らかに案内する
    第一のトンネル部、前記外筒の無負荷ボール溝に接続す
    る第二のトンネル部並びに前記第一及び第二のトンネル
    部の軸方向外側端同志を接続する断面ほぼ半円形の反転
    溝を持つ鋼球案内部材と、そして、 前記円筒形リテーナの外周面上で且つ前記鋼球案内部材
    の軸方向両外側に配置された一対のデフレクタであっ
    て、該鋼球案内部材の反転溝と一緒になって断面円形の
    反転トンネル部を形成する断面ほぼ半円形の反転溝を持
    つデフレクタと、 を備えて構成されているリニアベアリング。
  2. 【請求項2】 前記軸が軸方向にボールスプライン溝を
    有していると共に、リニアベアリングがボールスプライ
    ンを構成する請求項1に記載のリニアベアリング。
  3. 【請求項3】 前記外筒がその内周面に凹部を有してお
    り、一方、前記円筒形リテーナが、該外筒の凹部と嵌合
    して該円筒形リテーナを該外筒の内側に掛止する突起を
    持っている請求項1に記載のリニアベアリング。
  4. 【請求項4】 前記デフレクタの軸方向両外側において
    前記外筒に固定された一対の止めリングであって、少な
    くとも、前記鋼球案内部材及びデフレクタを所定の位置
    に保持する止めリングをさらに備えている請求項1に記
    載のリニアベアリング。
  5. 【請求項5】 前記窓の一端部における窓壁面が、鋼球
    に常に直角に接触するようにその傾斜角度を変えてなる
    請求項1に記載の円筒形リテーナ。
  6. 【請求項6】 軸に鋼球を介して移動自在に嵌合される
    リニアベアリングにおいて、 負荷ボール域に該当する位置に形成された負荷ボール溝
    及び無負荷ボール域に該当する位置に形成された無負荷
    ボール溝を有する外筒と、 前記外筒の内側に嵌着された円筒形リテーナであって、
    負荷ボールの一部を突出させるため、負荷ボール域に該
    当する位置に形成されている直線状の窓を持つ円筒形リ
    テーナと、 前記円筒形リテーナの外周面上で且つ前記外筒の軸方向
    両端部に配置された一対の鋼球案内部材であって、前記
    円筒形リテーナによって掬い上げられたボールを軸方向
    両外側に行くに従って半径方向外側に滑らかに案内する
    第一のトンネル部、前記外筒の無負荷ボール溝に接続す
    る第二のトンネル部並びに前記第一及び第二のトンネル
    部の軸方向外側端同志を接続する断面ほぼ半円形の反転
    溝を持つ鋼球案内部材と、そして、 前記円筒形リテーナの外周面上で且つ前記鋼球案内部材
    の軸方向両外側に配置された一対のデフレクタであっ
    て、該鋼球案内部材の反転溝と一緒になって断面ほぼ円
    形の反転トンネル部を形成する断面ほぼ半円形の反転溝
    を持つデフレクタと、 を備えて構成されているリニアベアリング。
  7. 【請求項7】 軸に鋼球を介して移動自在に嵌合される
    リニアベアリングにおいて、 軸と、 多数の負荷ボールと、 直線状の鋼球の直径より浅い負荷ボール溝及び鋼球の直
    径よりやや深い無負荷ボール溝を円筒状の内周面に有す
    る外筒と、 前記外筒の内側に嵌着された円筒形リテーナであって、
    前記負荷ボール溝を通る前記負荷ボールの一部を突出さ
    せるとともに、端部が徐々に幅狭とされている窓を持つ
    円筒形リテーナと、 前記円筒形リテーナの両端部にあって、前記円筒形リテ
    ーナによって掬い上げられた前記負荷ボールを滑らかに
    案内する第一のトンネル部、前記外筒の無負荷ボール溝
    に接続する第二のトンネル部並びに前記第一及び第二の
    トンネル部の軸方向外側端同志を接続する断面ほぼ円形
    の反転トンネル部を持つ鋼球案内部材と、 を備えて構
    成されているリニアベアリング。
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