JPH0235051Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は無限に直線運動を行うことのできるこ
ろ軸受に関するものである。

従来の技術 多数の円筒状のころが、直線状の負荷軌道およ
びリターン路の両端が円弧状の方向転換路で連結
されてなる無限循環路内を転動する無限直線運動
用ころ軸受において、前記負荷軌道面上に存在す
る円筒状のころの本数は、ころの転動に伴い、ｎ
個とｎ＋１個との間を変化することが知られてい
る。このため前記負荷軌道面に対する単位支持面
積当りの負荷支持力ひいては荷重による軌道面お
よびころの弾性変形量が変化するので、軸受に支
承固着されている機械部品は、走行中、ころの数
が少い従つて弾性変形量の大きい状態から、ころ
の数が多い従つて弾性変形量がより小となる状態
へと変化するときは僅に持上げられ、逆にころの
数の多い状態から少い状態へ変化するときは僅に
下降することになる。

走行する機械部品の前述の上下動（以下走行変
位という）は、極めて僅なものであるが、例えば
工作機械に前記軸受が用いられ該機械の部品を走
行移動するような場合には、極めて僅な走行変位
でも工作機械の工作精度が変るため、著しい障害
となつていた。

前述の問題点を解決するため、特公昭56−2206
号公報に示される如く、負荷軌道面の転動体の運
動方向の両端にくさび状の切欠部を中央に凹設形
成した発明が知られているが、該発明は、走行変
位量を減少する効果を有する他に、進行方向と直
角な位置から傾いたころを負荷軌道面の両端で修
正し、傾きを除去する作用も有している。しか
し、この発明では、負荷軌道面の前記転動体の運
動方向の端部に前記切欠部以外の残された負荷軌
道面部分と、無負荷域から負荷軌道面とされてい
る負荷域へと転動し来るころとが急激に衝突する
こととなり、この衝突により前記走行変位量を大
きくする欠点があつた。

この他、実公昭56−50176号公報に示される如
く、ボールと負荷軌道面との接触を除々に行い、
弾性変形量を除々に増加させて、円滑なボールの
移動を行わせる技術として、負荷軌道面に連続に
緩傾斜域と急傾斜域とを形成したものが知られて
いる。この考案では、回転に方向性のないボール
では著しい効果を得ることができる。しかしころ
については、前述の緩傾斜域と急傾斜域を実施し
たものは、実施しないものに比べれば、それなり
の効果を発揮することができるが、無限循環路内
を、保持器なしにフリーに転動するころは、実際
には複雑な挙動をしながら無負荷域から負荷域へ
突入するため、前記走行変位を低く押えるために
は不充分なものであつた。

考案が解決しようとする問題点 前記両公知技術は、前述の通り、走行変位に対
して幾らの効果を有するものの、特に精密な工作
機械で、その部品を移動走行せしめる場合には、
走行変位量が数μmから数＋μmもあり、高精度の
工作機械用の無限直線運動用ころ軸受としては、
満足な走行変位量ではなかつた。本考案は前記走
行変位量を減少し、無限直線運動用ころ軸受を装
着する工作機械其他の機械類の精度を向上し、
傍々走行摺動抵抗を低下せしめんとするものであ
る。

問題点を解決するための手段 本考案は、直線状の負荷軌道およびリターン路
の両端が方向転換路で連結されてなる無限循環路
内を多数のころが相隣接して転動する無限直線運
動用ころ軸受の軌道面の構成について考案し前述
の走行変位量を減じたものであり、直線平面状の
負荷軌道面の両端部に、前記負荷軌道面に連続し
て形成される平面状の緩傾斜域と該緩傾斜域に連
続して形成される傾斜のより急な平面状の急傾斜
域とよりなる傾斜域が加工形成されて更に傾斜の
急な両端の方向転換路に連続されてなる無限直線
運動用ころ軸受の軌道面に関するもので、前記負
荷軌道面の両端部から前記傾斜域にわたつて前記
負荷軌道面の長手中央方向に向つて次第に幅狭く
されるところの前記両傾斜域と傾斜を異にする平
面状の凹欠域が前記両傾斜域を残存しつつ加工形
成されている構成とすることにより、前述の問題
点を解決しえたものである。なお、前記緩傾斜域
と急傾斜域とはいずれの傾斜域の加工形成を先に
してもかまわない。

前述の構成は、無限直線運動用ころ軸受の軌道
面が、円筒状のころの転動方向に直角な断面がい
ずれも形溝に形成され、相隣接するところの転
動軸がいずれも互に平行とされている無限直線運
動用ころ軸受の軌道面も、また無限直線運動用こ
ろ軸受の軌道面が円筒状のころの転動方向に直角
な断面がいずれも直角Ｖ字形溝に形成され、相隣
接するころが相隣るころの転動軸が互いに直角を
なすクロスローラとされている無限直線運動用こ
ろ軸受の軌道面にも適用される。

特に後者のクロスローラの場合、凹欠域のころ
の転動方向の長さがころの直径の２倍以上である
場合に凹欠域上に常に相隣接しクロスローラとさ
れる２個以上のころが存在するから、走行変位量
の減少が大である。

作 用 前述の構成とすることにより、負荷軌道面およ
びころの弾性変形量が少くなり、該構成の無限直
線運動用ころ軸受の装着された工作機械等の運動
部分の走行変位を著しく小とすることが可能とな
り、従つて摺動抵抗の低下を実現しえたものであ
る。

実施例 本考案につき、以下図面に示す各実施例につい
て説明する。

無限直線運動用ころ軸受としては数種類挙げら
れるが本考案の適用される無限直線運動用ころ軸
受は、転動体が円筒状のころであり、各ころは、
保持器を介して一定間隔で装着されるものではな
く、保持器なしで、各ころは相隣接して無限循環
路内を転動する形式のものであり、この形式の無
限直線運動用ころ軸受としては、第４図、第５図
に示すごときすべてのころの転動軸を平行に保つ
形状のものと、第１０図に示すごときクロスロー
ラの形状のものとがある。

第４図、第５図に示す無限直線運動用ころ軸受
１ａは、直線平面状の負荷軌道２ａおよびリター
ン路３ａの両端が、円弧状の方向転換路４で連結
されてなる無限循環路内を多数のころ５，５が、
それぞれの転動軸を互に平行し、相隣接して転動
する形式のものであり、前記負荷軌道２ａ、方向
転換路４およびリターン路３ａの無限循環路の各
軌道面がいずれも形溝に形成されている。

第１図に示す第１の実施例は、前記第４図、第
５図に示す形式の無限直線運動用ころ軸受１ａの
負荷軌道２ａに実施されるものである。

即ち、直線（平面）状の負荷軌道面６ａの両端
部に、第３図に示すごとく、前記負荷軌道面６ａ
に連続して形成される平面状の緩傾斜域７ａと、
該緩傾斜域７ａに連続して形成される傾斜のより
急な平面状の急傾斜域８ａとよりなる傾斜域９ａ
が加工形成されて更に傾斜の急な両端の方向転換
路４に連続されてなる無限直線運動用ころ軸受の
軌道面であつて、前記負荷軌道面６ａの両端部か
ら前記傾斜域９ａにわたつて、前記負荷軌道面６
ａの長手中央方向即ち方向転換路４と反対方向に
向つて次第に幅狭とされる凹欠域１０ａが凹設さ
れている。

本実施例においては、前記凹欠域１０ａは、負
荷軌道面６ａの中央軸線に対称にＶ字状の尖頭部
１１ａが凹設され、該尖頭部１１ａに引続き、傾
斜域９ａに平行側縁１２ａ，１２ａを有する平行
側縁部１３ａが凹設され緩傾斜域７ａおよび急傾
斜域８ａが残存されている。

第３図に示す如く緩傾斜域７ａの傾斜角θ₁と急
傾斜域８ａの傾斜角θ₂とは、θ₂＞θ₁の関係にあ
る。また凹欠域１０ａは、第１図に示す如く、尖
頭部１１ａの尖頭１４ａが負荷軌道面６ａより凹
設されているものと、第３図に示す如く尖頭１４
ａが負荷軌道面６ａ上あるものとの両者が考えら
れる。

尚負荷軌道面６ａと緩傾斜域７ａとの境界線１
５、緩傾斜域７ａと急傾斜域８ａとの境界線１
６、および急傾斜域８ａと方向転換路４との境界
線１７は、いずれもなだらかな曲面とされている
方が、負荷軌道２ａの端部附近ところ５との転動
中の衝撃をより緩和しうる点で望ましい。

前述の構成とすることにより、第１図、第３図
の矢印Ｂに示す方向に、方向転換路４から急傾斜
域８ａ、緩傾斜域７ａ上をころ５が転動するにつ
れて、個々のころ５に印加される負荷が次第に増
大するため、走行変位が次第に増大され、しかも
急傾斜域８ａから緩傾斜域７ａに移ることにより
走行変位の増大率は減少され、負荷軌道２ａ上を
凹欠域１０ａの尖頭部１１ａの尖頭１４ａ迄転動
するにつれて走行変位が次第に減少され、尖頭１
４ａを通過すると走行変位の変動がなくなる。

即ち、急傾斜域８ａおよび緩傾斜域７ａよりな
る傾斜域９ａを設け、かつ、凹欠域１０ａを設け
ることにより無負荷域である方向転換路４から負
荷軌道面２ａに至る間、ころ５および負荷軌道２
ａ間の走行変位の急激な変動を防止することが可
能となつたものである。

前記凹欠域１０ａは無限循環路のオイルポケツ
トの役割も果たしているので、特にころ５と負荷
軌道面６ａとの間の潤滑効果を増大される。第２
図に示す第２の実施例も、前記第４図、第５図に
示す形式の無限直線運動用ころ軸受１ａの負荷軌
道２ａに実施されるものである。

直線状の負荷軌道面６ｂの両端部に、前記負荷
軌道面６ｂに連続して形成される平面状の緩傾斜
域７ｂと、該緩傾斜域７ｂに連続して形成される
傾斜のより急な平面状の急傾斜域８ｂとよりなる
傾斜域９ｂが加工形成されて更に傾斜の急な両端
の方向転換路４に連続される構成は、第１の実施
例と同様であるが、本実施例においては、前記負
荷軌道面６ｂの両端部から前記傾斜域９ｂにわた
つて、中央に幅狭の緩傾斜域７ｂおよびそれに続
く急傾斜域８ｂの部分を残して両側に対称に、方
向転換路４と反対方向に向つて両側縁まで次第に
幅狭とされる凹欠域１０ｂ，１０ｂが凹設されて
いる。

本実施例の前記凹欠域１０ｂ，１０ｂは、負荷
軌道面６ｂの両側に直角三角形状の尖頭部１１
ｂ，１１ｂが凹設され、該尖頭部１１ｂに引続
き、中央に幅狭の緩傾斜域７ｂと該緩傾斜域７ｂ
に続く急傾斜域８ｂの幅狭の部分を残して、平行
側縁１２ｂ，１２ｂを有する平行側縁部１３ｂ，
１３ｂが凹設されている。従つて前記尖頭部１１
ｂ，１１ｂの尖頭１４ｂ，１４ｂはそれぞれ負荷
軌道面６ｂの両側縁にあり、また急傾斜域８ｂは
Ｔ字状に残存されている。

本実施例も、前実施例同様走行変位の急激な変
動を防止しうる。

前記第１、第２の実施例共、尖頭部１１ａまた
は１１ｂのころの転動方向の長さが、ころ５の直
径の長さ以上であることが前記尖頭部１１ａまた
は１１ｂ上に常に１個以上のころが存在するか
ら、走行変位の変動を更に減少せしめる故、走行
変位に基づく無限直線運動用ころ軸受１ａの走行
時の摺動抵抗を更に減少するのに役立つ。

第１０図に示す無限直線運動用ころ軸受１ｃ
は、直線状のトラツクレール１８上を走行するケ
ーシング１９内に直線状の負荷軌道２ｃおよびリ
ターン路３ｃの両端が、円弧状の方向転換路（図
示せず）で連結されてなる無限循環路が設けら
れ、該無限循環路内を多数のころ５，５が、相隣
接するころ５，５の転動軸を交互に直角方向にク
ロスするクロスローラとされ、相隣接して転動す
る形式のものであり、互に平行する負荷軌道２ｃ
とリターン路３ｃとのケーシング１９内での上下
の相対位置等は種々のものが考えられるが、第６
図、第１０図に示す図示例では負荷軌道２ｃは、
ケーシング１９内に取付けられるベアリングプレ
ート２０の内側垂直面２１に直角Ｖ字形溝として
形成され、リターン路３ｃは負荷軌道２ｃより低
位置に断面略正方形状の溝として穿設され、前記
負荷軌道２ｃはトラツクレール１８の垂直側面２
２に直角Ｖ字形溝として形成されるレール負荷軌
道２３と対峙し、負荷域とされた両負荷軌道２
ｃ，２３の間をクロスローラとされたころ５，５
が転動する。

第６図〜第８図に示す第３の実施例は、前記負
荷軌道２ｃに実施されたものである。

即ち、直線状の直角Ｖ字状溝である負荷軌道２
ｃを形成する互に直交する平面状の負荷軌道面６
ｃ，６ｃの両端部に、前記負荷軌道面６ｃに連続
して形成される平面状の緩傾斜域７ｃと、該緩傾
斜域７ｃに連続して形成される傾斜のより急な平
面状の急傾斜域８ｃとよりなる傾斜域９ｃが形成
されて更に傾斜の急な両端の方向転換路（図示せ
ず）に連続されてなる無限直線運動用ころ軸受で
あつて、前記負荷軌道面６ｃの両端部から前記傾
斜域９ｃにわたつて前記負荷軌道面６ｃの長手中
央方向即ち方向転換路と反対方向に向つて次第に
幅狭とされるところの前記両傾斜域７ｃ，８ｃと
傾斜を異にする平面状の凹欠域１０ｃが前記両傾
斜域７ｃ，８ｃを残存しつつ凹設されている。

尚本実施例においては、負荷軌道２ｃは直角Ｖ
字溝であり、しかもころ５はいずれもクロスロー
ラとされているため、傾斜域９ｃは、緩傾斜域７
ｃ、急傾斜域８ｃとも、第７図、第８図に示す如
く、直角Ｖ字溝とされている。

また凹欠域１０ｃは、負荷軌道２ｃの端部の両
外縁寄りに、負荷軌道面６ｃから緩傾斜域７ｃに
わたつて、前記負荷軌道面６ｃの長手中央方向に
向つて次第に幅狭とされ、その尖頭１４ｃは前記
負荷軌道面６ｃ上にある如く形成されている。

本実施例の傾斜域９ｃおよび凹欠域１０ｃの構
成によつても、前述の実施例同様、無負荷域であ
る方向転換路から負荷軌道２ｃに至る間、ころ５
および負荷軌道２ｃ間の走行変位の急激な変動を
防止しうる。

前記傾斜域９ｃおよび凹欠域１０ｃは、負荷軌
道２ｃとリターン路３ｃとの関係位置、および両
者を連結する方向転換路の位置により、片側の負
荷軌道面６ｃのみに設けることもできる。第９図
に示す第４の実施例においては、緩傾斜域７ｃお
よび急傾斜域８ｃよりなる傾斜域９ｃが負荷軌道
２ｃの両端部に設けられることは、前実施例と同
様であるが、凹欠域１０ｃが負荷軌道面６ｃ、緩
傾斜域７ｃおよび急傾斜域８ｃにわたつて設けら
れている。

また凹欠域１０ｃの尖頭１４ｃが負荷軌道面６
ｃより凹設されているものが示されている。

前述の第３、第４の実施例の場合、クロスロー
ラであるため凹欠域１０ｃのころ５の転動方向の
長さは、ころ５の直径より大であるだけでは不充
分で、ころ５の直径の２倍以上とすることによ
り、凹欠域上に常に相隣接する２個以上のころが
存在するから、転動軸心方向を90゜異にする相隣
る２ケのころ５，５にわたる走行変位の急激な変
動をよりよく防止しうる。

尚ベアリングプレート２０は取付孔２４におい
てボルトによりケーシング１９に取付けられる。
また負荷軌道２ｃの両負荷軌道面６ｃ，６ｃ間に
凹設されている溝は負荷軌道面６ｃ、緩傾斜域７
ｃ、急傾斜域８ｃの研削加工に必要な研削逃げ溝
２５である。

第１１図は、第１０図に示す無限直線運動用こ
ろ軸受１ｃで、凹欠域１０ｃの加工をしない従来
の軸受と、傾斜域９ｃの加工を施した本考案の軸
受との走行変位および摺動抵抗とを、軸受の移動
距離により測定記録した線図であり、傾斜域加工
により、摺動抵抗の減少が明らかである。尚本測
定記録で走行変位曲線に大きなうねりが見られる
が、このうねりは、トラツクレール１８のレール
負荷軌道２３のうねりに最大原因がある。また摺
動抵抗曲線中、摺動抵抗の急激な増加は、負荷軌
道２ｃ上を転動するころ５のステイツクスリツプ
といわれる現象に起因するものである。なお、前
記測定記録の測定方法および測定装置は以下の通
りである。

ころの径および長さがいずれも８mmのクロスロ
ーラ軸受について測定を行なつたもので、トラツ
クレール１８およびケーシング１９は同一のもの
を用い、同一形状のベアリングプレート２０を２
組用意し、１組のベアリングプレートは緩傾斜域
と急傾斜域のみを有し、凹欠域を設けない従来の
ベアリングプレートとし、他の１組は凹欠域１０
ｃを設けた本考案のベアリングプレートとした
（第６図〜第１０図参照）。

前記ケーシング１９に凹欠域を設けない１組の
ベアリングプレートを取り付け、ころを介して前
記ケーシングをトラツクレール上で走行せしめ
た。

次いで、ケーシング１９に凹欠域を設けた他の
１組のベアリングプレートを交換して取り付け、
同様に走行テストを行なつた。

テストを行なうケーシングの駆動および摺動抵
抗測定は、NC付摺動抵抗測定機により行ない、
走行変位測定はストレートエツジおよび電気マイ
クロメータを用いて行なつた。

前記摺動抵抗値および走行変位を記録計により
同時記録した線図が第１１図に示す線図である。

考案の効果 本考案は、実用新案登録請求の範囲第１項記載
の構成とすることにより、無負荷域から負荷軌道
面へ転動し来るころの急激な衝突がなくなり、負
荷軌道面上に存在するころの本数の急変もなくな
り、走行変位量および摺動抵抗の減少をもたら
し、摺動抵抗の減少により、より少い仕事量で、
無限直線運動用ころ軸受が装着された機械部品を
走行駆動することが可能となり、工作機械等に装
着された場合、機械の位置決めの精度の向上をも
たらし、転動するころのスキユーを補正し除去す
ることが可能となり、前述の効果は実用新案登録
請求の範囲第２項記載の構成の無限直線運動用こ
ろ軸受にも、第３項記載の構成の無限直線運動用
ころ軸受にも適用されて、効果を奏することがで
き、特に第４項記載の構成のころ軸受とすること
により、一層の効果を奏しうる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の実施例の部分斜視図、第２図は
第２の実施例の部分斜視図、第３図は傾斜域およ
び凹欠域の部分縦断面図、第４図は第１、第２実
施例の無限直線運動用ころ軸受の斜視図、第５図
は第４図中ころの転動方向直角断面を含む立面
図、第６図は第３の実施例のベアリングプレート
斜視図、第７図は同上研削加工部分のみの側面
図、第８図は第９図中Ａ方向投影図、第９図は第
４の実施例の部分斜視図、第１０図は第３、第４
実施例の無限直線運動用ころ軸受の斜視図、第１
１図は第１０図に示されるころ軸受における移動
距離対走行変位および摺動抵抗比較測定線図であ
る。 １ａ，１ｃ：無限直線運動用ころ軸受、２ａ，
２ｂ，２ｃ：負荷軌道、３ａ，３ｃ：リターン
路、４：方向転換路、５：ころ、６ａ，６ｂ，６
ｃ：負荷軌道面、７ａ，７ｂ，７ｃ：緩傾斜域、
８ａ，８ｂ，８ｃ：急傾斜域、９ａ，９ｂ，９
ｃ：傾斜域、１０ａ，１０ｂ，１０ｃ：凹欠域。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 直線状の負荷軌道およびリターン路の両端が
   円弧状の方向転換路で連結されてなる無限循環
   路内を多数の円筒状のころが保持器なしに相隣
   接して転動する無限直線運動用ころ軸受の軌道
   面であつて、平面状の負荷軌道面の両端部に、
   前記負荷軌道面に連続して形成される平面状の
   緩傾斜域と、該緩傾斜域に連続して形成される
   傾斜のより急な平面状の急傾斜域とよりなる傾
   斜域が加工形成されて更に傾斜の急な両端の方
   向転換路に連続されてなる無限直線運動用ころ
   軸受の軌道面において、前記負荷軌道面の両端
   部から前記傾斜域にわたつて前記負荷軌道面の
   長手中央方向に向つて次第に幅狭とされるとこ
   ろの前記両傾斜域と傾斜を異にする平面状の凹
   欠域が前記両傾斜域を残存しつつ加工形成され
   ていることを特徴とする無限直線運動用ころ軸
   受の軌道面。 ２ 無限直線運動用ころ軸受の軌道面が円筒状の
   ころの転動方向に直角な断面がいずれも形溝
   に形成され、相隣接するころの転動軸がいずれ
   も互いに平行とされている実用新案登録請求の
   範囲第１項記載の無限直線運動用ころ軸受の軌
   道面。 ３ 無限直線運動用ころ軸受の軌道面が円筒状の
   ころの転動方向に直角な断面がいずれも直角Ｖ
   字形溝に形成され、相隣接するころがクロスロ
   ーラとされている実用新案登録請求の範囲第１
   項記載の無限直線運動用ころ軸受の軌道面。 ４ 凹欠域のころの転動方向の長さがころの直径
   の２倍以上である実用新案登録請求の範囲第３
   項記載の無限直線運動用ころ軸受の軌道面。