JPH01131320A - ベアリングユニツト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野： 本発明は、一般産業機械、精密機械などにおける機器等
の移動部分に取り付けて、この移動体を、合理的に、か
つ精密に、案内移動させるのに有用なベアリングユニッ
トに関する。

従来の技術と間麗点： 近時、各種産業機械にあっては、直線運動する機構が多
く取り入れられていて、このような個所には、主として
移動する機器側にリニアベアリングを付設して、固定側
に設けられたガイドレールと組合わせて、円滑な作動が
できるようにしている。このガイドレールとしては、最
も一般的なのは丸軸を使用する。これに対する移動機器
側にはスリーブ状のリニアベアリングが組合わせられて
使用されている。このような技術については、これを例
示するまでもなく多くの分野で採用されている。このよ
うな方式では丸軸とこれに被嵌するベアリングとの寸法
精度について、どうしても軸側の精度が問題になる。要
するに軸の精度を高くしようとすると、加工に精密度を
要求され、長寸になる程工費がかさむことになる。

特に、軸の精度を高めると共に、耐久力を向上させるた
めに焼き入れを施すと、どうしても歪が発生し、これを
矯正するのに多くの労力を必要とする。また、焼き入れ
をした後では取り付けのために、ねじ穴を穿設するのが
困難である。そのためにねじ穴は、焼き入れをする前に
穿孔することになる。しかしながら、ねじ穴を穿孔して
から焼き入れをすれば、その大部分で割れが発生し、不
良品となることが多くなる。このような不都合なことが
生じるので、その加工についても多くの困難がある。そ
の結果、丸軸のガイドレールでは、精度の高いガイドレ
ールとして有効に使用することが行われ難かった。

また、移動について方向性を要求される場合、断面角形
のガイドレールを使用することがある。

この場合には横振れが防止できる利点があるので例えば
六角断面のガイドレールが多く採用されている。例えば
、特公昭５９−１８５０９号、特公昭６０−３０８４８
号、実公昭６１−３５７７５号、あるいは実公昭６０−
１７５３８号などの公報によって知られている。

このようなガイドレールにあっては、それに被嵌滑合す
るベアリングのガイドローラが３等分された個所にそれ
ぞれ当接することになり、確かに振れが＋ｈまることに
はなるが、寸法精度の点では未だ充分とは言えない。ま
た、頻繁な移動が行われると、当然ガイドレールのロー
ラ当接部が線状に摩耗して精度を低下させることになり
やすい。

それと方向性を持たせることは、どうしても上記のよう
な間遁点からも、焼き入れ研磨などの加工に多くの手数
を要し、当然必要な場合を除いて価格的にも不利である
。

また、このようなガイドレールに係合するベアリングに
ついても、前記したような先行技術によって接層構造に
したものが既に知られている。しかし、このものによっ
て知られているベアリングにあっては、唯ガイドレール
に対してローラが均等に当接すればよいことを前提に構
成されているにすぎない。したがって、レール側と共に
精度を高めるには何かと問題がある。

このほかに、ボールが転動する溝を側面に設けたガイド
レールを用い、このボール転動溝を有するガイドレール
に係合するリニアベアリングを組合わせて使用する方法
も知られているが、この場合ボール循環型のベアリング
になるので、レールの精度が要求されるが、どうしても
、頻繁な運動を続けるとレール側の精度の低下のみなら
ず、ベアリングのボールが破損するなどの原因で円滑な
作動が困難になるなどの問題点が生ずる。

このように従来実施されている直線運動用のガイドレー
ルとそれに係合するベアリングとは、その精度を高めよ
うとすると、特にガイドレールの寸法精度を高くするの
に工費が嵩み、当然高価になることが避けられず、ベア
リングの損傷も発生し・やすく、経済的に不都合なこと
が多かった。

問題点を解決するための手段： 本発明はこのような問題点を解決しようとするもので、
比較的加工が容易な丸軸を合理的に処理して、簡単にし
てより有効な運動体のガイドレールとなるようにし、こ
のガイドレールに対して、その要部にのみベアリングの
ローラを細幅の線接触状態に当接させて、両者の係合を
高精度にして円滑な作動ができて、かつ耐久性の高い機
器の移動案内ができるベアリングユニットを提供しよう
とするものである。

即ち、本発明は、断面円形をした軸を案内部として、そ
の丸軸の周面軸線に沿って少なくとも２箇所に細幅で焼
き入れ硬化した部分を有して、端部もしくは所要の区間
で取り付け部片にて支持されたガイドレールと組合わせ
て使用するベアリングであって；ガイドレール周面の焼
き入れ部分に当接する案内子は、その案内面がガイドレ
ールの周回面に対して、その曲率よりも大きい曲率の凹
曲面となって、積層構造のベアリング本体における基準
板の案内子内設切り込み部に、回動不能に受支した軸ピ
ンにて支持され、この案内子を前記ガイドレールの硬化
部にそれぞれ細幅で当接するように配設し、前記基準板
の前後にベアリング本体を構成する板を重ね合わせて、
この積層板体を一体に固着する中空リベットの内部を利
用して、目的箇所に取り付けるようにしたベアリングユ
ニットである。

本発明におけるベアリングユニットは、主としてガイド
レールに対して、その案内丸軸の支持部片との取り付け
部と反対側で、案内子をほぼ９０゜の箇所に当接するよ
うにして係合させ、該ガイドレール案内丸軸の取り付け
位置に対して推力が作用するように対応させて、使用す
る。勿論、案内丸軸をその端部で取り付け片にて支持し
たガイドレールにおいて、その丸軸を抱持するようにし
て係合させることもできる。

また、本発明のベアリングユニットにおける案内子とし
ては、回転ローラあるいは摺動ブロック片を組込むこと
ができる。これらの案内面は、曲率の大きい凹曲面に形
成されており、回転ローラの場合は鼓形のものが用いら
れる。また、摺動ブロック片の場合には案内面が凹曲面
になっているものを使用する。

回転ローラは、その支持軸ピンに対してローラの内部に
ニードルローラを組込んで回転が円滑に行われるように
しておけば、摩擦抵抗が低減して精密な運動をさせるこ
とができる。勿論、ソリッドのローラを使用してもよい
。その場合、焼結合金・機械的強度の高い合成樹脂製の
ものが好ましい。

摺動ブロック片を使用するときは、ベアリング本体の基
準板における案内子内設切り込み部が、ガイドレールに
沿う案内方向に対して交差する方向に両側へ係止切り込
みを設けた構造にし、該摺動ブロック片には、前記係止
切り込みに係合する突起を備えたものを用いる。勿論、
本体構成の猜層構造板によって案内方向の前後を挟まれ
て固定するようになっている。

摺動ブロック片としては、焼結合金、合成樹脂などで形
成したものが好ましい。

ガイドレールの周面とローラまたは摺動ブロック片との
接触は、いずれも両者の曲率の差による細幅にて点接触
とはならず、幅広の線接触となって、レール側の硬化面
に対するローラまたは摺動ブロック片案内面の接触で安
定した、耐久性のある、しかも精度の高い案内ができる
ようにしたのである。

本発明におけるベアリングユニットに対するガイドレー
ルは、一般に案内丸軸を軸線に沿ってその全長、または
所要箇所で取り付け座片に締結具で締結して一体にした
ものを使用し、その案内丸軸部の案内子当接箇所につい
ては、ベアリングのガイドローラ（案内子）の数により
３以Ｅのときには、周面を取り付け座片の取り付け部以
外で所要の数に応じてその数相当に等分した箇所を細幅
で焼さ入れし、その表面を研磨仕上げしたものとする。

表面りには硬質クロムメツキ処理を施し、精度を高める
ようにする。勿論、丸軸弔体でガイドレールとする場合
は、前記のものと同様に硬化部を形成することは言うま
でしない。

本発明でのガイドレールにおける丸軸としては、中実軸
または中空軸を含み、複合した二重軸が用いられること
もある。

実施例： 以ド本発明を一実施例について図面により説明すれば次
のとおりである。

第１図乃至第５図において表すのは、直線移動する搬送
装置に用いた場合の一例であって、第１図に示すのは、
ローラを２個備えたベアリングユニットである。

ベアリング本体（１）は所要の寸法（この具体例では矩
形）に形成した板を複数枚積層してなり、その中央に位
置する仮を基準板（２）とし、この基準板（２）は第２
図にて示すように、欠円形の四部（２“）の円弧半径中
心から放射状に等配分（９０”　）位置に十型に切り込
んだローラ内設切り込み部（３）（３）を設けである。

この基準板（２）には、該切り込み部（３）のほかに複
数個の固定用リベット孔（４）（４’）が穿設しである
。ローラ内設切り込み部（３）には、ローラ（５）の受
は入れ部分（３°）の図上両側に、軸ピン受支部（３″
）が対称に横向き形成してあり、この軸ピン受支部（３
°）はローラの軸心に対して一辺を狭めて、受支する軸
ピン（６）の両端部を切削いだものを受は入れて回転し
ないように支持する。

ローラ（５）は第２図にて示すように、外周面（５°）
がガイドレール（３０）の案内頭部（３１）周曲面に対
して、その曲率よりも大きい曲率の凹曲面にした鼓形で
あり、支持する軸ピン（６）に対してニードルローラ（
５”）を介在内挿したものである。（７）はスペザーで
ある。このローラ（５）については、ニードルローラに
代えてボールを内蔵させたものであってもよい。

このような基準板（２）の両側には第３図にて示すよう
に、スペーサー板（８）（８）と、外側板（９）（９）
とが、複数個所で中空リベット（１１）と皿リベットと
によって一体に固定しである。スペーサー板（８）につ
いては、ローラ（５）が回転できる空間を形成する切り
込みが設けてあり、また、このスペーサー板（８）およ
び外側板（９）には基準板（２）と同位置にリベット孔
が穿設してあって、この孔を使用してリベット締結して
本体（１）を構成しである。

このようなベアリング本体（１）は、たとえば第４図に
て示すように、機械のフレーム（４０）に所要の間隔で
対称に配設したガイドレール（３０）（３０）にそれぞ
れ係合させて、ベアリング本体（１）を、その中空リベ
ット（１り孔を利用して移動体（５０）に取り付け、案
内するようにする。

このベアリングが係合するガイドレール（３０）として
は、第５図にて示すように、案内丸軸（３１）と支持部
片（３２）とからなり、案内丸軸（３１）と支持部片の
直ｑ部（３２“）との結合部では、支持部片（３２）の
取り付け側に鈍角に形成した浅い溝（３３）を設け、こ
のｉＭ（３３）の中心に長手方向に細い切り込み（３３
”）が刻設してあり、傾斜面（３３°）（３３’）に案
内丸軸（３１）の円弧部が二点で当接ずろようにして、
ボルト（３４）で締結しである。

案内丸軸（３１）は、図示のように支持部片（３２）と
のボルト締結部を除く周面に等分して細幅で焼き入れに
よる硬化部（３５）を形成しである。この焼き入れ硬化
ｍ　（３５）は、その中心を通る部分が最も深く焼き入
れされるようにして、断面円弧を描くような状態で硬度
が高められている。なお、この焼き入れ部は高周波焼き
入れによるのが好ましい。

焼き入れ硬化部（３５）は四箇所等分に形成してあり、
その焼き入れ部分以外の一線上にて、所要の間隔でボル
ト締結のためのねじ穴（３６）を穿孔加工し、その後に
表面を研磨加工して、かつその表面にクロムめっきし、
仕上げパフ加工を施し、矯正加二［シて歪をとったもの
を用いる。また、このガイドレール（３０）は支持部片
の直立部（３２°）上端にラックギヤー（３７）を設け
て、このラックギヤー（３７）にぎ動体（５０）搭載の
モータＭにて駆動されるビニオンギヤー（５１）を噛合
し、モータ績の駆動によって移動体（５０）をガイドレ
ール（３０）（３０）に沿って走行できる。

このように構成されたベアリングにあっては、ガイドレ
ール（３０）に対して、ベアリング本体（１）内のロー
ラ（５）が、そのガイドレール（３０）の外周面に対し
て、凹曲面をした周面（５°）の中央部で細幅に焼き入
れ硬化部（３５）箇所で当接することになり、実質的に
ガイドレール（３０）とローラ（５）とは細幅で線接触
して、かつ求心的に当接し、安定した状態で、しかも精
密な案内ができることになる。

以りはベアリング本体内にローラを組込んだものにつ゛
いて説明したが、これに代えて第６図乃至第８図にて示
すような摺動ブロック片を組込んだ形式のベアリングを
採用することもできるのである。この別例を以下に説明
する。

第６図に示すのは、別途実施例のベアリングユニットの
一具体例縦断面図であって、このベアリングユニットは
、前記実施例のものと同様に２個の摺動ブロック片（２
５）を備えたものである。

このベアリング本体（ＩＡ）は、矩形（これに限定され
ない）に形成した板を複数枚積層して一体にしたもので
ある。その中央部に位置する基準板（２人）には、欠円
形の凹部（２Ａ’　）の円弧半径中心から放射状に等配
分（９０°）位置で広幅の摺動ブロック片内設切り込み
部（２１）を設け、適宜箇所にて複数の固定用リベット
孔（２２）（２２’　）が穿設しである。

摺動ブロック片内股切り込み部（２１）には、その最深
部両側に適宜深さの横向き切り込み（２１’）をそれぞ
れ設けて、この横向き切り込み（２１’）に係合する突
起（２５°）を両側に形成した摺動ブロック片（２５）
が嵌挿しである。

摺動ブロック片（２５）は、その先端の案内面（２５”
）が前記のローラ（５）と同様にガイドレール（８０）
の外周面の曲率よりも大きい曲率となる凹曲面に形成し
である。

このような基準板（２人）の両側には第７図にて示すよ
うに、スペーサー板（２３）（２３）と、外側板（２４
）（２４）とが、複数個所で中空リベット（２６）と皿
リベットとによって一体に固定しである。スペーサー板
（２３）には、必要に応じて摺動ブロック片（２５）が
嵌まり得る切り欠き部を設けである。この切り欠き部を
省略する場合には、外側板に代えてもよい。これらの板
には基準板と同様にリベット孔が穿設してあり、この孔
を使用してリベット締結して本体（ＩＡ）を構成しであ
る。

このようなベアリング本体（１）は、前記実施例と同様
に、第８図で示すごとく２本のガイドレール（３０）に
それぞれ係合させて、ベアリング本体（ＩＡ）を移動体
（５０）に、その固定用中空リベット（２６）孔を利用
して取り付け、案内するようにした。ガイドレール（３
０）にラックギヤー（３７）が設けてあって、これに移
動体（５０）搭載のモータにより駆動のビニオンギヤー
（５１）が噛み合うようにすれば、ベアリング本体（Ｉ
Ａ）の摺動ブロック片（２５）が、その案内面（２５”
）をガイドレール（３０）の周面焼き入れ硬化部（３５
）に細幅で線接触して、かつ求心的に当接し、ローラの
場合と同様に、安定して精密な案内摺動させることがで
きるのである。

なお、この摺動ブロック片（２５）は、たとえば含油焼
結合金、ナイロンのような機械的強度の高い合成樹脂な
どで成形したものを使用する。

以上の一実施例は、いずれもベアリングユニットとして
、内設したローラまたは摺動ブ°ロック片を、ガイドレ
ールの丸軸支持中心線に対して両側へほぼ４５″″等分
して配したものについて説明したが、このほかにたとえ
ば第９図に示すように、ガイドレールの支持部片（３２
Ａ）が溝形をしたもので、その内側に対称に案内丸軸（
３１）を配設してなるものに、ベアリング本体（ＩＢ）
が、その両側でローラ（５）（摺動ブロック片）を、図
示のように対称に配設したものを組合わせて走行自在に
することも、任意なし得る。

あるいは、第１Ｏ図に示すようにガイドレールの案内丸
軸（３１）がその両端で取り付け片にて支持されたもの
に、ベアリング本体（ＩＣ）が被嵌してこのベアリング
本体を介して移動体を案内支持するような使用に供する
場合には、例えば３等分した位置に摺動ブロック片（２
７）を嵌設し、案内丸軸には対応する３等分した位置に
焼き入れ硬化部（３５）を配したものを使用するように
すればよい。勿論摺動ブロック片に代えてローラを使用
しても同様である。また、第１１図に示すような対向す
る位置に摺動ブロック片（２８）を配したベアリング本
体（ＩＤ）を使用しても同様の効果を呈する。なお、図
中前記実施例と同一の個所には前記と同一の符号を付し
である。そのほかにガイドレールの形状に応じて、ある
いはベアリングの形状に応じて、該ベアリングユニット
は各種形状のものを作成して提供することも任意なし得
る。

いずれの場合でも、ガイドレールとローラまたは摺動ブ
ロック片との接触関係は前記したとおりである。もちろ
ん、案内精度は高められる。

また、ガイドレールの案内丸軸は、中実軸のほかに中空
軸であってもよく、その寸法も大小自由である。

発明の効果： 本発明によれば、ガイドレールの丸軸外周面に設けた細
幅の焼き入れ硬化部に、ローラまたは摺動ブロック片（
案内子）が当接するようにして、しかもその案内子の案
内面の曲率が丸軸側の曲率よりも大きくして線接触する
と共に、求心的に当接させて移動案内させるようにした
ことで、工作上比較的容易に精度を高めうる丸軸とこの
ベアリングとを組合わせることにより、簡単にして安価
に高精度の摺動案内ができる装置が得られるようになっ
たのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明ベアリングユニットの一実施例縦断面図
であって、ガイドレールの案内丸軸部を併記した図、第
２図は要部を拡大して示す断面図、第３図は第１図のＩ
ＩＩ−ｔＩＩ視断面断面図４図はベアリングユニットの
一使用態様を示す図、第５図はガイドレールの一具体例
を示す図、第６図は別途実施例の縦断面図、第７図は第
６図の■−■視断面断面図８図は使用態様を示す図、第
９図乃至第１１図は更に他の実施例を示す図である。 （１）（１＾）（ＩＢ）（ＩＣ）（ＬＤ）・・・ベアリ
ング本体（２Ｘ２＾）・・・基準板　（２”）（２°）
・・・凹部（３）・・・ローラ内設切り込み部 （３゛）・・・ローラ受は入れ部（３”）・・・軸ピン
受支部（４）（４’　）（２２Ｘ２２°）・・・固定用
リベット孔（５）・・・ローラ　　　　　（５°）・・
・ローラの外周面（６）・・・軸ピン　　　　（８）（
２３）・・・スペーサー板（９）（２４）・・・外側板
　　　（１１）（２６）・・・中空リベット（２１）・
・・摺動ブロック片内股切り込み部（２１°）・・・横
向き切り込み （２５）（２７）（２８）・・・摺動ブロック片（２５
°）・・・突起　　　（２５“）・・・案内面（３０）
・・・ガイドレール　　（３１）・・・案内丸軸（３２
）（３２Ａ）・・・支持部片（３２”）・・・直立部（
３５）・・・焼き入れ硬化部　（３７）・・・ラックギ
ヤー（５０）・・・移動体　　　　（５１）・・・ピニ
オンギャー協１ｍｌ 箋２目 １５圏 ≧−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　断面円形をした軸を案内部として、その丸軸の周面
   軸線に沿つて少なくとも２箇所に細幅で焼き入れ硬化し
   た部分を有して、端部もしくは所要の区間で取り付け部
   片にて支持されたガイドレールと、組合わせて使用する
   ベアリングであつて；ガイドレール周面に当接する案内
   子は、その案内面がガイドレールの周曲面に対して、そ
   の曲率よりも大きい曲率の凹曲面となつて、積層構造の
   ベアリング本体における基準板の案内子内設切り込み部
   に、回動不能に受支した軸ピンにて支持され、この案内
   子を前記ガイドレールの硬化部にそれぞれ当接するよう
   に配設し、前記基準板の前後にベアリング本体を構成す
   る板を重ね合わせて、この積層板体を一体に固着する中
   空リベットの内部を利用して、目的箇所に取り付けるよ
   うにしたことを特徴とするベアリングユニット。 ２　案内子は鼓形をした回転ローラである特許請求の範
   囲第１項記載のベアリングユニット。 ３　ベアリング本体の基準板における案内子内設切り込
   み部は十字形にして、ガイドレールに対向する側を開口
   し、案内子支持軸ピンの両端受支部は、案内子支持軸心
   を一定に保つて切り込みの片側で軸ピンを回転不能に支
   持するように形成したある特許請求の範囲第１項記載の
   ベアリングユニット。 ４　ベアリング本体における案内子の取り付け関係位置
   が、案内軸の軸心に対して求心的に、少なくともほぼ９
   ０°の角度をもつて配置されている特許請求の範囲第１
   項乃至第３項のいずれか１に記載のベアリングユニット
   。 ５　断面円形をした軸を案内部として、その丸軸の周面
   軸線に沿つて少なくとも２箇所に細幅で焼き入れ硬化し
   た部分を有して、端部もしくは所要の区間で取り付け部
   片にて支持されたガイドレールと、組合わせて使用する
   ベアリングであつて；ガイドレール周面に当接する案内
   子は、その案内面がガイドレールの周曲面に対して、そ
   の曲率よりも大きい曲率の凹曲面になつた潤滑性を有す
   るブロック片で、積層構造のベアリング本体における基
   準板の案内子内設切り込み部に、回動不能に嵌挿受支し
   て、この案内子を前記ガイドレールの硬化部にそれぞれ
   細幅で当接するように配設し、前記基準板の前後にベア
   リング本体を構成する板を重ね合わせて、この積層板体
   を一体に固着する中空リベットの内部を利用して、目的
   箇所に取り付けるようにしたことを特徴とするベアリン
   グユニット。 ６　案内子は潤滑性を有する材料で形成された摺動ブロ
   ック片で、ガイドレールの軸心方向に外脱不能なよう本
   体の基準板案内子内設切り込み部に嵌設してあり、案内
   方向の前後を、本体構成の積層板にて挟着されている特
   許請求の範囲第５項記載のベアリングユニット。 ７　ベアリング本体の基準板における案内子内設切り込
   み部は、案内方向に対して交差方向に両側へ係止切り込
   みをそれぞれ設け、案内子にはその係止切り込みに係合
   する突起を設けたものを嵌め合わせるようにした特許請
   求の範囲第５項、第６項いずれか記載のベアリングユニ
   ット。 ８　ベアリング本体における摺動ブロック片の取り付け
   関係位置が、案内軸の軸心に対して求心的に、少なくと
   もほぼ９０°の角度をもつて配置されている特許請求の
   範囲第５項乃至第７項のいずれか１に記載のベアリング
   ユニット。