JP3533031B2 - ボールスプラインユニットおよびボールスプラインユニットの外筒成形方法 - Google Patents

ボールスプラインユニットおよびボールスプラインユニットの外筒成形方法

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JP3533031B2
JP3533031B2 JP06169896A JP6169896A JP3533031B2 JP 3533031 B2 JP3533031 B2 JP 3533031B2 JP 06169896 A JP06169896 A JP 06169896A JP 6169896 A JP6169896 A JP 6169896A JP 3533031 B2 JP3533031 B2 JP 3533031B2
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ball rolling
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光明 本間
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    • F16C29/0695—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with the bearing body fully encircling the guide rail or track the bearing body encircles a guide rail or track of non-circular cross-section, e.g. with grooves or protrusions, i.e. the linear bearing is suited to transmit torque with balls
    • F16C29/0697—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with the bearing body fully encircling the guide rail or track the bearing body encircles a guide rail or track of non-circular cross-section, e.g. with grooves or protrusions, i.e. the linear bearing is suited to transmit torque with balls with polygonal guide rail or track

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スプライン軸と外
筒の間にボールを介在させたボールスプラインユニット
およびその外筒成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種のスプラインユニットは、
内周に複数の負荷ボール転動溝が設けられた円筒状の外
筒を備え、この外筒には、負荷ボール転動溝に対応する
複数の無負荷ボール通路が設けられている。外筒の両端
には、前記負荷ボール転動溝と無負荷ボール通路間を結
ぶ方向転換路を備えた側蓋が取り付けられている。ま
た、外筒内周には、負荷ボール転動溝内のボールの脱落
を防止するべく、負荷ボール転動溝に沿ってリテーナ部
が設けられている。
【０００３】外筒内には、スプライン軸が往復移動自在
に挿通される。スプライン軸外周には、外筒に設けられ
た負荷ボール転動溝に対応する負荷ボール転動溝が設け
られ、これら負荷ボール転動溝間には多数個のボールが
介装されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のスプラインユニットにあっては、方向転換路の
曲率半径が小さいために、方向転換路にてボールのひっ
かかりが発生しやすい。方向転換路の曲率半径を大きく
すればよいが、そうするとスプラインユニットの寸法の
大型化につながる。
【０００５】一方、従来から、高剛性を必要としないボ
ール支持部、側蓋および無負荷ボール通路については樹
脂成形品とし、低騒音化，低コスト化が図られてきた。
【０００６】しかし、従来の上記した各樹脂成形部は外
筒とは別体成形品であり、それぞれ別途成形した後に組
立工程が必要であった。
【０００７】そこで、ボール支持部等と外筒を一体成形
することにより組立工程を削減することが考えられる。
【０００８】このような一体成形技術としては、たとえ
ばＵＳＰ４，１２８，２７９号に示されるような直線運
動ボールベアリングが知られている。
【０００９】この直線運動ボールベアリングは、図９に
示すように、一部が切り欠かれた開断面形状の外筒１０
１と、外筒１０１内に挿入される軸１０５と、から構成
されている。
【００１０】この外筒１０１内周と軸１０５外周の間
に、軸方向に配列された多数のボール１０４が介装さ
れ、ボール１０４を介して、外筒１０１が軸１０５に沿
って直線運動するようになっている。ボール１０４は、
外筒１０１の円周方向に複数列設けられ、各ボール列
は、外筒１０１両端の方向転換路１０８および外筒１０
１外周側に設けられた複数の無負荷ボール通路１１０を
通じて循環するようになっている。外筒１０１と軸１０
５の間に介装される負荷域のボール１０４は、ボール列
の両側に軸方向に沿って延びるリテーナ部１０６によっ
て保持されている。
【００１１】そして、前記リテーナ部１０６、方向転換
路１０８の内周部１０８ａ及び無負荷ボール通路１１０
が、インサート成形にて、外筒１０１と一体成形されて
いた。
【００１２】しかしながら、上記した従来の直線運動ボ
ールベアリングの場合には、インサート成形する際に
は、図９(ｃ)に示すように、たとえば、外筒１０１の外
周を第１の金型１１１に、外筒１０１の内周を第２の金
型１１２に密着させて、リテーナ部１０６及び無負荷ボ
ール通路１１０成形用のキャビティ１０６ａ，１１０ａ
を形成することになるが、外筒１０１の内外周を第１，
第２の金型１１１，１１２に正確に密接させることが困
難であり、接触面間に隙間ができてバリが発生するとい
う問題があった。
【００１３】特に、外筒１０１内周と第２の金型１１２
との接触面間にバリが発生すると、負荷ボール転動面に
バリが発生することになり、バリを除去する必要があ
る。しかし、このようなリテーナ部１０６，１０６間の
奥に発生するバリを除去することは非常に困難であり、
事実上不可能である。
【００１４】このようなバリが存在すると、ボール１０
４の循環が悪くなるために送り精度が悪くなる。甚だし
い場合には、ボール１０４が詰まって機械が停止してし
まい、生産性に重大な影響を及ぼす。
【００１５】本発明は上記した従来技術の課題を解決す
るためになされたもので、その目的とするところは、ボ
ールスプラインユニットの寸法を大型化することなくボ
ールのスムーズな循環を可能とするボールスプラインユ
ニットを提供することにある。
【００１６】また、外筒に形成する樹脂部の位置を正確
に設定して一体成形可能なボールスプラインユニットの
外筒成形方法を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明にあっては、内周に複数の負荷ボール転動溝
が設けられた円筒状の外筒と、該外筒に設けられた前記
負荷ボール転動溝に対応する複数の無負荷ボール通路
と、外筒の両端に設けられ、前記負荷ボール転動溝と無
負荷ボール通路間を結ぶ方向転換路を備えた側蓋と、前
記負荷ボール転動溝に沿って設けられ負荷ボール転動溝
内のボールの脱落を防止するリテーナ部と、前記外筒内
に挿通され、外周に前記外筒に設けられた負荷ボール転
動溝に対応する負荷ボール転動溝が設けられたスプライ
ン軸と、前記外筒とスプライン軸の負荷ボール転動溝間
に介装され、前記方向転換路および無負荷ボール通路を
通って無限循環する多数のボールと、を備えたスプライ
ンユニットにおいて、前記多数のボールの各ボール間に
介装される多数の間座部と、該間座部間を連結する連結
部とを備えたボールチェインを設け、前記無負荷ボール
通路、リテーナ部およびボール方向転換路内周部の内、
少なくともいずれか一つを、前記負荷ボール転動溝を基
準にして外筒を金型内に配置するインサート成形によっ
て、外筒と一体成形したことを特徴とする。
【００１８】このようにすれば、方向転換路において、
ボールはボールチェインに引っ張られて移動するので、
方向転換路の曲率半径が小さくてもスムーズに移動す
る。したがって、大型化することなくボールをスムーズ
に循環移動させることができる。
【００１９】さらに、転動移行時にボール同士が衝突し
ないので、音の発生が低減される。また、無負荷ボール
通路の内周面にもぶつからないので、音の発生をさらに
低減することができる。
【００２０】一方、外筒内周に設けた負荷ボール転動溝
を基準にして、無負荷ボール通路、ボール支持部および
ボール方向転換路内周部の内、少なくともいずれか一つ
をインサート成形により一体成形する。これにより、組
立て工程を削減することができる。
【００２１】また、ボール方向転換路と負荷ボール転動
溝間、方向転換路と無負荷ボール転動溝間の継ぎ目に組
み付け誤差により段差が生じることがなく、ボールの循
環が円滑になり、また、騒音の発生も少なくなる。
【００２２】そして、外筒を、負荷ボール転動溝を基準
にして金型内に位置決めするので、負荷ボール転動溝と
金型との間のバリの発生が防止できる。負荷ボール転動
溝にバリが発生するとバリの削除は不能であり、バリを
削除するためには外筒を壊さなければならなくなる。そ
のため、バリの発生を阻止することは極めて重要であ
る。
【００２３】また、無負荷ボール通路、リテーナ部およ
びボール方向転換路に前記ボールチェインの連結部の収
容する溝を全周的に形成することにより、ボールチェイ
ンの振れ止めを図ることができる。
【００２４】一方、ボールチェインと、各間座部によっ
て各ボールを保持可能に構成しておけば、外筒へのボー
ルの組み込み作業は、各ボールを一連に繋がった状態で
保持したボールチェインを差し込むだけでよい。
【００２５】また、スプライン軸から外筒を抜いた際に
ボールはボールチェインによって保持されるので、リテ
ーナ部を省略してもよい。
【００２６】ボールチェインは各ボールの間に所定の隙
間を設けて循環させればよく、ボールの脱落を防止する
保持機能は必ずしも必要ではない。このような保持機能
のないボールチェインを用いた場合には、スプライン軸
から外筒を抜いた際にボールを保持する必要があるの
で、外筒にリテーナ部を設けておくことが好ましい。も
っとも、外筒にボールを保持する必要がなければ、リテ
ーナ部を省略することができることはもちろんであ
る。。
【００２７】また、上記構成において、無負荷ボール通
路、リテーナ部およびボール方向転換路にボールチェイ
ンを案内する案内部を設けた状態でも、ボールチェイン
を用いないでボールのみを組み付けて使用することが可
能である。すなわち、この外筒構成においては、ボール
をボールチェインに組み付けて装着する場合と、ボール
チェインに組み付けないでボールのみを装着する場合の
いずれにも用いることができる。
【００２８】一方、外筒内周には、互いに隣合う一対の
負荷ボール転動溝を一組として円周方向に複数組の負荷
ボール転動溝組を設け、スプライン軸外周には、前記各
負荷ボール転動溝組を構成する一対の負荷ボール転動溝
間に位置する複数の角部の両側面に前記外筒に設けられ
た一対の負荷ボール転動溝に対応する一対の負荷ボール
転動溝を設け、一方、外筒内周に、前記複数の負荷ボー
ル転動溝組の間に、各負荷ボール溝に対応する複数の複
数の無負荷ボール通路を設けることが好適である。
【００２９】このようにすれば、外筒の外径をより小さ
くできる。
【００３０】また、外筒内周には、互いに隣合う一対の
負荷ボール転動溝を一組として円周方向に複数組の負荷
ボール転動溝組を設け、スプライン軸外周には、前記各
負荷ボール転動溝組を構成する一対の負荷ボール転動溝
間に位置する複数の角部両側面に前記外筒に設けられた
一対の負荷ボール転動溝に対応する一対の負荷ボール転
動溝を設け、一方、外筒外周部に、前記複数の負荷ボー
ル転動溝に対応する複数の無負荷ボール通路を設けるよ
うにしてもよい。
【００３１】特に、外筒外周部に設けられた無負荷ボー
ル通路は、無負荷ボール通路を外筒内周とスプライン軸
外周の負荷ボール転動溝間に介在されるボールの各負荷
ボール転動溝との接触部を結ぶ接触角線方向に沿って設
けられたことを特徴とする。
【００３２】このようにすれば、方向転換路の方向がボ
ールの転がり方向に一致するので、スムーズにボールが
転動移行する。
【００３３】また、本発明の外筒成形方法は、外筒内周
には、互いに隣合う一対の負荷ボール転動溝を一組とし
て円周方向に複数組の負荷ボール転動溝組が設けられ、
前記外筒を互いに同心的に配置される第１金型と第２金
型との間に配置し、外筒内周側に位置するの前記第１金
型外周には、前記外筒に設けられた前記各負荷ボール転
動溝組の一対の負荷ボール転動溝に嵌合する外筒支持用
の支持凸部を複数設け、該第１金型に設けられた複数の
支持凸部によって、外筒を負荷ボール転動溝を基準にし
て第１，第２金型間で位置決め支持し、第１，第２金型
と外筒間に、無負荷ボール通路を構成する第１樹脂部形
成用のキャビティと、リテーナ部を構成する第２樹脂部
形成用のキャビティと、ボール方向転換路内周部形成用
のキャビティの３のキャビティの内の少なくとも一つの
キャビティを形成し、該キャビティ内に流動化した成形
材料を充填して外筒と一体成形したことを特徴とする。
【００３４】このように外筒の各負荷ボール転動溝組の
一対の負荷ボール転動溝によって第１金型の支持凸部を
挟み込むように支持されるので、外筒に成形圧力が作用
しても、外筒は回転方向および中心軸に対して直交する
方向のいずれの方向にもがたつくことなく支持され、ボ
ール転動溝に成形材料が浸入ことがなくバリの発生が防
止される。
【００３５】
【発明の実施の形態】以下に本発明を図示の実施の形態
に基づいて説明する。
【００３６】［実施の形態１］図１及び図２には本発明
の実施の形態１に係るボールスプラインユニットが示さ
れている。
【００３７】このボールスプラインユニット１は、概
略、円筒状の外筒３と、外筒３の両端に設けられる一対
の側蓋５と、外筒３内周に多数のボール９を介して相対
的に摺動自在に嵌合されるスプライン軸８と、から構成
されている。
【００３８】外筒３は、金属製の高剛性の円筒体で、そ
の内周に複数の負荷ボール転動溝２が設けられている。
負荷ボール転動溝２は、互いに隣合う一対の負荷ボール
転動溝２，２を一組として円周方向に複数組の負荷ボー
ル転動溝組２Ａとして構成される。この実施例では、３
組の負荷ボール転動溝組２Ａが、円周方向に等配されて
いる。
【００３９】一方、スプライン軸８は、この外筒４内に
挿通され、外周に各負荷ボール転動溝２Ａ組を構成する
一対の負荷ボール転動溝２，２間に位置する３つの角部
８ａを有し、各角部８ａの両側面に外筒４に設けられた
一対の負荷ボール転動溝２，２に対応する一対の負荷ボ
ール転動溝７，７が設けられている。そして、互いに対
向する６組の負荷ボール転動溝２，７間に配列された６
列のボール９が介装されており、各列のボール９には所
定の予圧が加えられている。
【００４０】各負荷ボール９の負荷ボール転動溝２，７
との接触点を結ぶ接触角線Ｌは、ボール中心とスプライ
ン軸８の中心とを結ぶ半径方向線に対して所定角度αだ
け傾斜しており、この接触角αは、スプライン軸８の中
心と角部８ａの中心とを結ぶ線に対して互いに線対称に
設定されている。
【００４１】各負荷ボール転動溝２，７間に配列された
６列のボール９は、負荷ボール転動溝２の一端から、一
方の側蓋５に設けられた方向転換路１９を通じて、負荷
ボール転動溝２と平行に設けられる無負荷ボール通路４
内に転動移行し、他方の側蓋５側に設けられた方向転換
路１９を通じて再び負荷ボール転動溝２，７間に循環移
動する。ボール９は、負荷ボール転動溝２，７間の通
路，方向転換路１９および無負荷ボール通路４の循環路
全周にわたって配列されるもので、ボールチェイン６０
によって保持されている。
【００４２】ボールチェイン６０は、各ボール９間に介
在される間座部６１と、各間座部６１間を連結する連結
部６２とを備えている。このボールチェイン６０は両端
を連結せずに一部がきれた状態で装着されている。もっ
とも両端を連結して無端状としてもよい。
【００４３】間座部６１は、一側にスリット６５が形成
された略Ｕ字形状の屈曲自在の間座板６３と、隣接する
ボール９がそれぞれ着座する一対の保持ピース６４とを
備えている。保持ピース６４はＵ字状の間座板６３の左
右脚部に設けられ、各保持ピース６４には球冠状の凹部
６４ａを備え、ボール９を保持することが可能な構成と
なっている。
【００４４】一方、連結部６２は各間座部６１の両側を
連結する帯状部材によって構成されている。もっとも、
各間座部６１の一側のみを連結する構成としてもよい。
【００４５】ボールチェイン６０は、間座部６１のスリ
ット６５の部位で屈曲する。方向転換路１９におけるボ
ールチェイン６０の屈曲方向は、Ｕ字状の間座板６３の
底部側を内側にしてスリット６５が開く方向に曲がって
循環する構造となっている。スリット６５の幅は、図１
(ｂ)，(ｄ)に示すように、方向転換路１９の曲率半径等
に応じて適宜選択され得る。
【００４６】このようにボールチェイン６０によってボ
ール９を保持すれば、方向転換路１９において、ボール
９はボールチェイン６０に引っ張られて移動するので、
方向転換路１９の曲率半径が小さくてもスムーズに移動
する。したがって、大型化することなくボール９をスム
ーズに循環移動させることができる。
【００４７】特に、この実施の形態では、各間座部６１
にスリット６５を設けて開きやすい構成としたので、方
向転換路１９の曲率半径をより小さくできる。
【００４８】外筒３の各負荷ボール転動溝組２Ａの負荷
ボール転動溝２，２は、図３(ａ)に示すように、断面Ｕ
字状の第１Ｕ字溝１０の両端部に設けられている。もっ
とも、Ｕ字溝に限定されず、一対の円弧溝によって構成
してもよい。
【００４９】また、外筒３の内周の上記第１Ｕ字溝１０
の間には、無負荷ボール通路４が形成される第２Ｕ字溝
１１が設けられている。この第２Ｕ字溝１１には、外筒
３の長さ方向全長にわたって延びる第１樹脂部１２が一
体的に嵌合される。この第１樹脂部１２は、厚肉の略断
面円弧形状で、厚さ方向に外径端部から半分程度が第２
Ｕ字溝１１に一体的に嵌合し、内径端部が外筒３の内周
よりも内側に突出している。
【００５０】そして、この第１樹脂部１２に無負荷ボー
ル通路４が形成されている。この無負荷ボール通路４
は、ボール９よりも若干大径の円形の貫通穴によって構
成され、その中心位置がほぼ外筒３の内径と一致するよ
うに構成される。
【００５１】また、第１樹脂部１２の内径端部の円周方
向側縁６ａは、隣接する第１Ｕ字溝１０側に突出してい
る。
【００５２】外筒３の外周には、その中央部において、
全周にわたって延びる潤滑剤を供給するための潤滑剤案
内溝１３が設けられ、この潤滑剤案内溝１３と前記内周
側の第２Ｕ字溝１１とが、第１連通孔１４を介して連通
しており、さらに、第１樹脂部１２に、前記第１連通孔
１４と、各無負荷ボール通路４間を連通する第２連通孔
１５が設けられている。また、外筒３の外周には、軸方
向に延びるキー溝３ａが形成されている。
【００５３】前記第１Ｕ字溝１０には、ボール９を保持
する第２樹脂部１６が設けられている。この第２樹脂部
１６の円周方向側縁と上記第１樹脂部１２の円周方向側
縁とは、ボール９の直径よりも小さい距離でもって互い
に対向しており、ボール９の脱落を防止するリテーナ部
６ａ，６ｂを構成している。
【００５４】第１樹脂部１２と第２樹脂部１６とは、図
３（ｂ）に示すように、外筒３の両端面に接合される環
状の第３樹脂部１８において一体的に接続されている。
【００５５】第３樹脂部１８の端面には、直線状に延び
る負荷ボール転動溝２の端部および無負荷ボール通路４
の端部が開口しており、負荷ボール転動溝２と無負荷ボ
ール通路４間には、円弧状の方向転換路内周部１９ａが
設けられている。
【００５６】一方、図４に示すように、外筒３の端面に
取り付けられる側蓋５は環状部材で、前記第３樹脂部１
８の環状の端面に突き合わされる環状の端面を有し、こ
の端面に方向転換路外周部１９ｂを構成する円弧溝が、
第３樹脂部１８端面に形成された６箇所の方向転換路内
周部１９ａに対応して凹設されている。
【００５７】また、この側蓋５の外径端部には、前記外
筒３側の第３樹脂部１８の外周面に嵌合する環状壁２２
が設けられ、環状壁２２の内周に、前記第３樹脂部１８
外周に設けられた係止溝２１に係止する係止突起２３が
設けられている。環状壁２２の端面は外筒３の端面に当
接する。
【００５８】上記した無負荷ボール通路４、リテーナ部
６ａ，６ｂおよびボール方向転換路１９の内周部１９ａ
および外周部１９ｂには、ボールチェイン６０を案内す
るための案内部としての案内溝６６が設けられている。
この案内溝６６はボールチェイン６０の連結部６２およ
び保持板６３の一側縁が収容されるように全周的に形成
されており、ボール転動中のボールチェイン６０の振れ
止めを図っている。
【００５９】すなわち、第１樹脂部１２の無負荷ボール
通路４の内周面と、リテーナ部を構成する第１樹脂部１
２および第２樹脂部１６の互いに対向する円周方向側縁
部１２ａ，１６ａに、案内溝６６が直線的に形成され、
さらに、方向転換路内周部１９ａと、側蓋５に形成され
る方向転換路外周部１９ｂには、円弧状の案内溝６６が
形成されている。
【００６０】なお、スプライン軸８から外筒３を抜いて
もボールはボールチェイン６０によって保持されるの
で、上記リテーナ部６ａ，６ｂは必ずしも必要ではな
い。ただ、リテーナ部６ａ，６ｂを設けておけば、図３
(ｃ)に示すように、ボールチェイン６０を使用しないで
ボール９のみを装着する場合にも対応することができ、
一つの外筒３を、ボールチェインタイプとボールのみの
タイプの両仕様に兼用でき有利である。特にボールのみ
を装着した場合には、上記ボールチェイン６０用の案内
溝６６をグリース等の潤滑材供給用等に用いることもで
きる。
【００６１】また、リテーナ部６ａ，６ｂを省略する場
合でも、ボールチェイン６０の振れ止めを図る目的でボ
ールチェインの案内部を設けることが好ましい。この場
合には、たとえば図３(ｄ)に示すように、ボールチェイ
ン６０の連結部６２および間座板６３の一側面を案内す
る案内壁６６ａによって構成することができる。また、
図３(ｅ)に示すように、案内壁６６ｂを段付き形状とし
てもよい。
【００６２】上記した無負荷ボール通路を構成する第１
樹脂部１２、リテーナ部６を構成する第１樹脂部１２お
よび第２樹脂部１７、さらに転動体方向転換路内周部１
９ａを構成する第３樹脂部１８が、すべて、外筒３を金
型内に配置したインサート成形によって、外筒３と一体
成形されている。
【００６３】図５には、インサート成形時の、外筒３と
金型との嵌合状態を示している。
【００６４】外筒３のインサート成形は、外筒３を負荷
ボール転動溝２を基準にして互いに同心的に配置される
第１金型４０と第２金型４１との間に配置し、無負荷ボ
ール通路４を構成する第１樹脂部１２形成用のキャビテ
ィ１２ａ、リテーナ部を構成する第２樹脂部１６形成用
のキャビティ１６ａ、ボール方向転換路内周部１９ａ成
形用のキャビティ１９ｃ、さらに第３樹脂部１８形成用
のキャビティ１８ａを構成し、各キャビティ１２ａ，１
６ａ，１８ａ，１９ｃに樹脂材料を射出充填して、第１
樹脂部１２，第２樹脂部１６，第３樹脂部１８及び方向
転換路内周部１９ａを成形する。
【００６５】すなわち、第１金型４０には、外筒３の各
負荷ボール転動溝２に嵌合する外筒支持用の支持凸部４
２が設けられている。この支持凸部４２は円弧状断面の
負荷ボール転動溝２の内周形状に対応する円弧状断面を
有し、負荷ボール転動溝２に密に嵌合する。また、第１
金型４０と第２金型４１間には、第１樹脂部成形用のキ
ャビティ１２ａ内に挿入されて無負荷ボール通路４を成
形するためのコア４３が設けられている。
【００６６】そして、前記支持凸部４２とコア４３に
は、ボールチェイン６０の連結部６２および保持板６３
の側縁を収納する溝６６に対応する凸条４２ａ，４３ａ
が形成されており、溝６６についても一体成形するよう
になっている。
【００６７】このように、外筒３を、負荷ボール転動溝
２を基準にして第１，第２金型４０，４１内に位置決め
するので、負荷ボール転動溝２と第１金型４０との間の
バリの発生が防止できる。特に、本実施例では、ボール
転動溝組２Ａは基本的に３箇所であり、外筒３は第１金
型４０によって３点で位置決めされることになる。しか
もアンギュラコンタクト構造となるので、回転方向の位
置決めがなされ、第１金型４０に対して外筒３が正確に
位置決めされる。
【００６８】また、インサート成形するべき外筒３外周
の研削を、負荷転ボール転動溝２を基準にして行えば、
金型内に挿入した外筒３外周と第２金型４１との接触面
間の隙間を可及的に小さく設定することができ、外周側
のバリの発生も防止することができる。
【００６９】ここで、バリを防止するためには、外筒３
と金型４０の支持凸部４２との接触面が完全に密着して
いる必要はなく、隙間が開いていても、成形材料の浸入
を阻止できる程度の大きさであればよい。本発明のよう
に、負荷ボール転動溝２を基準にし外周を研削仕上げ
し、この負荷ボール転動溝２を基準にして外筒３を金型
内に配置するようにすれば、外周側の隙間を成形材料の
流入を阻止できる程度の僅少な一定の大きさに設定でき
る。また、外筒３の外周側だけでなく、内周側の負荷ボ
ール転動溝２と第１金型４０間にも、成形材料の流入を
阻止できる程度の僅少な一定の大きさに設定することが
できる。負荷ボール転動溝２も研削仕上げするので、金
型と負荷ボール転動溝２とがある程度の隙間内で接触す
る。
【００７０】このように、第１，第２金型４０，４１と
外筒３の内外周間に僅少な隙間を設ければ、外筒３の装
着が容易となり、しかもバリの発生を阻止することがで
きる。
【００７１】上記したように、外筒３内周に設けた負荷
ボール転動溝２を基準にして、無負荷ボール通路４、リ
テーナ部６および方向転換路内周部１９ａのすべてをイ
ンサート成形により一体成形したので、組立は、側蓋５
を組み付けるだけでよく、これにより、組立て工程を大
幅に削減することができる。
【００７２】また、方向転換路１９と負荷ボール転動溝
６間、方向転換路１９と無負荷ボール通路４間の継ぎ目
に組み付け誤差により段差が生じることがなく、ボール
の循環が円滑になり、また、騒音の発生も少なくなる。
【００７３】本実施例では、無負荷ボール通路４、リテ
ーナ部６および方向転換路内周部１９ａのすべてをイン
サート成形により外筒と一体成形したが、少なくとも１
つをインサート成形するようにしてもよい。
【００７４】図６には、上記実施の形態に使用するボー
ルチェインの変形例を示している。
【００７５】図６(ａ)，(ｂ)は、間座部６１両側の連結
部６２の内、間座部６２のスリット６５と同一側の連結
部６２にスリット６７を設けたものである。このように
すれば、図６(ｃ)に示すように、方向転換路において、
間座部６１のスリット６５と共に連結部６２のスリット
６７が開くので、方向転換路の曲率半径をより小さくす
ることができる。
【００７６】もちろん、図６(ｄ)に示すように、スリッ
ト６５，６７側を方向転換路の内側にくるように配置す
ることも可能である。
【００７７】図６(ｅ)は、ボールチェイン６０の間座部
６１のスリット６５と反対側の側縁に切欠き６８を設け
て、さらに変形しやすくした例である。
【００７８】図６(ｆ)は、間座部６１にスリット６５を
設けないで、間座部６１間を連結するボール両側の連結
部６２のうち一方の連結部６２にスリット６９を設けて
屈曲可能とした例である。
【００７９】次に本発明の他の実施の形態について説明
する。
【００８０】以下の各実施の形態の説明では、実施形態
１との相違点について説明するものとし、実施の形態１
と同一の構成部分については、同一の符号を付してその
説明を省略する。
【００８１】［実施の形態２］図７には、本発明の実施
の形態２を示している。
【００８２】この実施の形態２は、無負荷ボール通路を
外筒外周部に設けた例である。
【００８３】この例では、無負荷ボール通路４が外筒３
外周側に設けられている点で実施の形態１と異なる。す
なわち、外筒３外周に、第２Ｕ字溝５１が設けられ、こ
の第２Ｕ字溝５１を埋めるように一体成形された第２樹
脂部５１に無負荷ボール通路４が形成されている。
【００８４】この場合のボールチェインの構成は、ボー
ル９間に介装された一対の間座部としての保持ピース７
１，７１と、各保持ピース７１の両側を連結する帯状連
結部７２とによって構成され、帯状連結部７２は全体と
して帯状の形態となっている。そして、方向転換路１９
においては、両側の帯状連結部７２を含む面を曲げて方
向転換させている。
【００８５】この実施の形態では、間座部としての保持
ピース７１にスリットが設けられていない点で、スリッ
ト６５を設けた実施の形態１のボールチェイン６０より
も安定してボールを案内できる。実施の形態１では、無
負荷ボール通路を外筒内周に設ける関係で、方向転換さ
せるためには、循環軌道の外側との周長の差が大きくな
るために、外側に一対の保持ピース６４間にスリット６
５を形成している。
【００８６】特に、プライン軸８が高速回転する場合に
は、ボールに加わる遠心力が大きくなるが、実施の形態
１の場合には、ボールチェイン６０の循環方向が遠心力
が作用方向と直交する方向であり、遠心力によってボー
ルチェイン６０が変形すると案内溝との摩擦が大きくな
って円滑な循環が阻害されるおそれがある。
【００８７】これに対してこの実施の形態によれば、ボ
ールの両側が帯状連結部７２で連結されており、さらに
ボールチェイン７０の循環方向が、実施の形態１に比べ
て遠心力の作用方向に近いので、遠心力によるボールチ
ェイン７０の変形もボールチェイン７０の循環方向に近
いために、遠心力による影響が少なくない。
【００８８】［実施の形態３］図８は、本発明の実施の
形態３を示している。
【００８９】この実施の形態３は、上記実施の形態２と
同様に外筒３の外周側に無負荷ボール通路４を形成した
もので、特に、外筒３外周部に設けられた無負荷ボール
通路４を、外筒３内周とスプライン軸８外周の負荷ボー
ル転動溝２，７間に介在されるボール９の各負荷ボール
転動溝２，７との接触部を結ぶ接触線Ｌ方向に沿って設
けられている。
【００９０】このようにすれば、方向転換路１９の方向
がボールの転がり方向に一致するので、スムーズにボー
ル９が転動移行する。
【００９１】外筒３外周には第２Ｕ字溝５１が設けら
れ、この第２Ｕ字溝５１を埋めるように一体成形された
第２樹脂部５１に無負荷ボール通路４が形成されてい
る。このように無負荷ボール通路４が外周側に形成され
るので、ボール外筒３内周に設けられる第１樹脂部１２
が設けられる部分には、実施の形態１のように凹部が形
成されておらず、第１樹脂部１２は均一肉厚の円弧形状
に成形されている。
【００９２】また、ボールチェイン７０も、実施の形態
２と同様に、ボール９間に介装される間座部としての保
持ピース７１と、各保持ピース７１の両側を連結する連
結部７２によって連結したもので、連結部７２は全体と
して帯状の形態となっている。そして、方向転換路１９
においては、両側の帯状連結部７２を含む面を曲げて方
向転換させるようになっている。
【００９３】この実施の形態３では、ボールチェイン７
０の循環方向が、実施の形態２に比べてさらに遠心力の
作用方向に近いので、遠心力による影響が実施の形態２
以上に少なくなり円滑に循環する。
【００９４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
多数のボールをボールチェインによって保持したので、
方向転換路の曲率半径が小さくてもスムーズに移動す
る。したがって、外筒の外径を大型化することなくボー
ルをスムーズに循環移動させることができる。
【００９５】また、転動移行時にボール同士が衝突しな
いし、無負荷ボール通路の内周面にもぶつからないの
で、音の発生を低減することができ、静粛性を高めるこ
とができる。
【００９６】さらに、外筒内周に設けた負荷ボール転動
溝を基準にして、無負荷ボール通路、ボール支持部およ
びボール方向転換路内周部の内、少なくともいずれか一
つをインサート成形により一体成形しているので、組立
工程を削減できると共に、ボール方向転換路と負荷ボー
ル転動溝間、方向転換路と無負荷ボール転動溝間の継ぎ
目に組み付け誤差により段差が生じることがなく、ボー
ルの循環が円滑になり、ボールチェインによる案内と相
挨ってボールのスムーズな循環移動が可能となる。
【００９７】また、外筒を負荷ボール転動溝を基準にし
て金型内に位置決めして成形するので、負荷ボール転動
溝と金型との間のバリの発生も防止できる。
【００９８】また、無負荷ボール通路、リテーナ部およ
びボール方向転換路に前記ボールチェインの連結部の収
容する溝を全周的に形成することにより、ボールチェイ
ンの振れ止めを図ることができる。
【００９９】また、ボールチェインがボールを保持する
機能を有していれば、外筒へのボールの組み込みは、多
数のボールを一連に繋がった状態で差し込むだけでよ
く、組み込み作業が容易となる。
【０１００】一方、外筒内周に、前記複数の負荷ボール
転動溝組の間に、各負荷ボール溝に対応する複数の複数
の無負荷ボール通路を設ければ、外筒の外径をより小さ
くできる。
【０１０１】また、外筒外周部に前記複数の負荷ボール
転動溝に対応する複数の無負荷ボール通路を設け、無負
荷ボール通路をボールの接触方向に沿って設ければ、方
向転換路の方向がボールの転がり方向に一致するので、
スムーズにボールが転動移行する。
【０１０２】さらに、本発明の外筒成形方法によれば、
外筒のボール接触構造を利用して、外筒の各負荷ボール
転動溝組の一対の負荷ボール転動溝によって第１金型の
支持凸部を挟み込むように支持するようにしたので、外
筒に成形圧力が作用しても、外筒は回転方向および中心
軸に対して直交する方向のいずれの方向にもがたつくこ
となく支持され、ボール転動溝に成形材料が浸入ことが
なくバリの発生を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１(ａ)は本発明の実施の形態１に係るボール
スプラインユニットの縦断面図、同図(ｂ)〜(ｅ)はボー
ルチェインを示す図である。
【図２】図２（ａ）は図１のボールスプラインユニット
の一部破断正面図、同図（ｂ）は同図(ａ)の半断面側面
図である。
【図３】図３(ａ)は図１のボールスプラインユニットの
外筒の断面図、同図(ｂ)は外筒の端面図、同図(ｃ)はボ
ールチェインを用いない場合のボール転動溝部の部分断
面図、同図(ｄ)，(ｅ)はボールチェインの触れ止めのみ
案内部を設けたボール転動溝部の部分断面図である。
【図４】図４(ａ)は側蓋の縦断面図、同図(ｂ)は側蓋の
裏面図、同図(ｃ)，(ｄ)は外筒と側蓋の係合状態を示す
図である。
【図５】図５(ａ)，(ｂ)は本発明の外筒成形方法の一形
態を示す図である。
【図６】図６(ａ)〜(ｆ)は図１のボールチェインの変形
例を示す図である。
【図７】図７(ａ)は本発明の実施の形態２のボールスプ
ラインユニットの縦断面図、同図(ｂ)〜(ｄ)はボールチ
ェインを示す図である。
【図８】図８(ａ)は本発明の実施の形態３のボールスプ
ラインユニットの断面図、同図(ｂ)〜(ｄ)はボールチェ
インを示す図である。
【図９】図９は従来の直線運動ベアリングを示す図であ
る。
【符号の説明】
１ ボールスプラインユニット ２ 負荷ボール転動溝（外筒側） ３ 外筒 ４ 無負荷ボール通路 ５ 側蓋 ６ａ 第１樹脂部端縁（リテーナ部） ６ｂ 第２樹脂部端縁（リテーナ部） ７ ボール転動溝（スプライン軸側） ８ スプライン軸 ８ａ 角部 ９ ボール（転動体） １０ 第１Ｕ字溝 １１ 第２Ｕ字溝 １２ 第２樹脂部 １８ 第３樹脂部 １９ａ 方向転換路内周部 １９ｂ 方向転換路外周部 ６０ ボールチェイン ６１ ボール保持部 ６２ 連結部 ６３ 保持板 ６３ａ 保持穴 ６４ 保持ピース ６５ スリット ６６ 溝 ７０ ボールチェイン ７１ 保持ピース ７２ 連結部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−97518（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−76745（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−24618（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−112022（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−56449（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−196037（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−123824（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭64−14403（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16C 29/00 - 29/06 F16C 33/37 - 33/64 F16H 25/12

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】内周に複数の負荷ボール転動溝が設けられ
    た外筒と、 該外筒に設けられた前記負荷ボール転動溝に対応する複
    数の無負荷ボール通路と、 外筒の両端に設けられ、前記負荷ボール転動溝と無負荷
    ボール通路間を結ぶ方向転換路を備えた側蓋と、 前記負荷ボール転動溝に沿って設けられ負荷ボール転動
    溝内のボールの脱落を防止するリテーナ部と、 前記外筒内に挿通され、外周に前記外筒に設けられた負
    荷ボール転動溝に対応する負荷ボール転動溝が設けられ
    たスプライン軸と、 前記外筒とスプライン軸の負荷ボール転動溝間に介装さ
    れ、前記方向転換路および無負荷ボール通路を通って無
    限循環する多数のボールと、を備えたスプラインユニッ
    トにおいて、 前記多数のボールの各ボール間に介装される多数の間座
    部と、該間座部間を連結する連結部とを備えたボールチ
    ェインを設け、 前記無負荷ボール通路、リテーナ部およびボール方向転
    換路内周部の内、少なくともいずれか一つを、前記負荷
    ボール転動溝を基準にして外筒を金型内に配置するイン
    サート成形によって、外筒と一体成形したことを特徴と
    するボールスプラインユニット。
  2. 【請求項２】無負荷ボール通路、リテーナ部およびボー
    ル方向転換路に前記ボールチェインを案内する案内部が
    設けられていることを特徴とする請求項１に記載のボー
    ルスプラインユニット。
  3. 【請求項３】内周に複数の負荷ボール転動溝が設けられ
    た外筒と、 該外筒に設けられた前記負荷ボール転動溝に対応する複
    数の無負荷ボール通路と、 外筒の両端に設けられ、前記負荷ボール転動溝と無負荷
    ボール通路間を結ぶ方向転換路を備えた側蓋と、 前記外筒内に挿通され、外周に前記外筒に設けられた負
    荷ボール転動溝に対応する負荷ボール転動溝が設けられ
    たスプライン軸と、 前記外筒とスプライン軸の負荷ボール転動溝間に介装さ
    れ、前記方向転換路および無負荷ボール通路を通って無
    限循環する多数のボールと、を備えたスプラインユニッ
    トにおいて、 前記多数のボールの各ボール間に介装される多数の間座
    部と、該間座部間を連結する連結部とを備えたボールチ
    ェインを設け、 前記無負荷ボール通路とボール方向転換路内周部の内、
    少なくともいずれか一つを、前記負荷ボール転動溝を基
    準にして外筒を金型内に配置するインサート成形によっ
    て、外筒と一体成形したことを特徴とするボールスプラ
    インユニット。
  4. 【請求項４】無負荷ボール通路およびボール方向転換路
    に前記ボールチェインを案内する案内部が設けられてい
    ることを特徴とする請求項３に記載のボールスプライン
    ユニット。
  5. 【請求項５】ボールチェインは、ボール間の間座部によ
    って各ボールを保持する構成となっている請求項１，
    ２，３または４に記載のボールスプラインユニット。
  6. 【請求項６】内周に複数の負荷ボール転動溝が設けられ
    た外筒と、 該外筒に設けられた前記負荷ボール転動溝に対応する複
    数の無負荷ボール通路と、 外筒の両端に設けられ、前記負荷ボール転動溝と無負荷
    ボール通路間を結ぶ方向転換路を備えた側蓋と、 前記負荷ボール転動溝に沿って設けられ負荷ボール転動
    溝内のボールの脱落を防止するリテーナ部と、 前記外筒内に挿通され、外周に前記外筒に設けられた負
    荷ボール転動溝に対応する負荷ボール転動溝が設けられ
    たスプライン軸と、 前記外筒とスプライン軸の負荷ボール転動溝間に介装さ
    れ、前記方向転換路および無負荷ボール通路を通って無
    限循環する多数のボールと、を備えたスプラインユニッ
    トにおいて、 前記無負荷ボール通路、リテーナ部およびボール方向転
    換路内周部の内、少なくともいずれか一つを、前記負荷
    ボール転動溝を基準にして外筒を金型内に配置するイン
    サート成形によって外筒と一体成形すると共に、前記無
    負荷ボール通路、リテーナ部およびボール方向転換路に
    は、前記多数のボールを連鎖するボールチェインを案内
    するための案内部を設け、 前記多数のボールをボールチェインを用いないでボール
    のみを装着したことを特徴とするボールスプラインユニ
    ット。
  7. 【請求項７】外筒内周には、互いに隣合う一対の負荷ボ
    ール転動溝を一組として円周方向に複数組の負荷ボール
    転動溝組が設けられ、 スプライン軸外周には、前記各負荷ボール転動溝組を構
    成する一対の負荷ボール転動溝間に位置する複数の角部
    を有し、該角部の両側面に前記外筒に設けられた一対の
    負荷ボール転動溝に対応する一対の負荷ボール転動溝が
    設けられ、 一方、外筒内周に、前記複数の負荷ボール転動溝組の間
    に、各負荷ボール溝に対応する複数の複数の無負荷ボー
    ル通路が設けられたことを特徴とする請求項１，２，
    ３，４，５または６に記載のボールスプラインユニッ
    ト。
  8. 【請求項８】外筒内周には、互いに隣合う一対の負荷ボ
    ール転動溝を一組として円周方向に複数組の負荷ボール
    転動溝組が設けられ、 スプライン軸外周には、前記各負荷ボール転動溝組を構
    成する一対の負荷ボール転動溝間に位置する複数の角部
    を有し、該角部の両側面に前記外筒に設けられた一対の
    負荷ボール転動溝に対応する一対の負荷ボール転動溝が
    設けられ、 一方、外筒外周部に、前記複数の負荷ボール転動溝に対
    応する複数の無負荷ボール通路が設けられたことを特徴
    とする請求項１，２，３，４，５または６に記載のボー
    ルスプラインユニット。
  9. 【請求項９】外筒外周部に設けられた無負荷ボール通路
    は、無負荷ボール通路を外筒内周とスプライン軸外周の
    負荷ボール転動溝間に介在されるボールの各負荷ボール
    転動溝との接触部を結ぶ接触角線方向に沿って設けられ
    た請求項８に記載のボールスプラインユニット。
  10. 【請求項１０】外筒内周には、互いに隣合う一対の負荷
    ボール転動溝を一組として円周方向に複数組の負荷ボー
    ル転動溝組が設けられ、 前記外筒を互いに同心的に配置される第１金型と第２金
    型との間に配置し、外筒内周側に位置する前記第１金型
    外周には、前記外筒に設けられた前記各負荷ボール転動
    溝組の一対の負荷ボール転動溝に嵌合する外筒支持用の
    支持凸部を複数設け、 該第１金型に設けられた複数の支持凸部によって、外筒
    を負荷ボール転動溝を基準にして第１，第２金型間で位
    置決め支持し、第１，第２金型と外筒間に、無負荷ボー
    ル通路を構成する第１樹脂部形成用のキャビティと、リ
    テーナ部を構成する第２樹脂部形成用のキャビティと、
    ボール方向転換路内周部形成用のキャビティの３のキャ
    ビティの内の少なくとも一つのキャビティを形成し、該
    キャビティ内に流動化した成形材料を充填して外筒と一
    体成形したことを特徴とするスプラインユニットの外筒
    成形方法。
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