JPH0425617A - 直線摺動用ボールベアリング及び直線案内装置 - 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、例えば、工作機械や工業用ロボット等の直線
運動部に用いられる直線摺動用ボールベアリング及び直
線案内装置に関する。

［従来の技術］ 無限循環するボール又はローラ等の転動体を利用して二
物体間の直線運動を案内する直線摺動用ベアリングは、
近年、産業界において幅広く利用されており、その使用
態様に応じて各種構造のものが提案されている。

そして、その−態様として特開昭８２−２０００１５号
公報に示される直線摺動用ボールベアリングが提案され
ている。具体的には、第２３図に示すようにベアリング
ブロックａ　（以下、ブロック）の相反する外向き両側
面にボールｂの転走する負荷ボール溝Ｃを形成する一方
、上記ブロックａの両側に配設した一対の軌道台ｄには
上記負荷ボール溝Ｃに相対向するボール転走溝を設け、
これら負荷ボール溝Ｃとボール転走溝との間に挟み込ん
だボールｂによってブロックａを一対の軌道台ｄに沿っ
て直線案内するものである。

又、特開昭６２−２０００１６号公報には、上記直線摺
動用ボールベアリングを応用した直線案内装置が提案さ
れている。具体的には、第２４図に示すように、上記ベ
アリングにおけるブロックａの中央部に送りねじ機構の
ねじ軸ｆを螺合させ、ねじ軸ｆの回動に基づいてブロッ
クａを軌道台ｄに沿って推進するものである。

ところで、上）ホした直線摺動用ボールベアリング及び
直線案内装置においても、他のベアリング同様、ブロッ
クの軌道台に対するカタつきを防止して運動の高精度化
を達成する目的から、転動体に予圧を付与して使用する
ことが要求される。

それ故、従来では、ブロックと軌道台との間に挟み込む
ボール径を必要とする予圧量に応じて適宜選択すること
により、予圧の付与及びその大きさの調整が図られてい
る。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、ボール径を選択することによって行われる予圧
付与方法においては、付与あるいは調整の作業を実施す
る度にブロックを軌道台から取り外しですへてのボール
を交換する必要が生じ、その作業が大変面倒なものとな
っている。

又、適正な予圧量が付与されているが否かは、ボール選
択がなされたブロックを実際に軌道台に組み込まなけれ
ば確認することができず、適正な予圧量を得るにはボー
ル交換の作業を数回繰り返して実施する必要があり、こ
の点においても予圧付与の作業が大変面倒なものとなっ
ている。

加えて、上述した直線案内装置においては、ブロックに
送りねじ軸が螺合しているため、−旦装置を組み付けた
後にはブロックを軌道台から取り外すことが非常に困難
であり、予圧量の変更が容易ではないといった欠点も有
している。

本発明は上記目的に鑑みなされたものであり、その目的
とするところは、ブロックを軌道台に組み付けた状態で
予圧の付与及びその調整を実施することが可能な直線摺
動用ボールベアリグ及び直線案内装置を提供することに
ある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の直線摺動用ボール
ベアリングは、相反する外向き両側面に夫々ボールが転
走する負荷ボール溝を有すると共に、この負荷ボール溝
の両端を連通連結するボール循環路を有するベアリング
ブロックと、上記負荷ボール溝と相俟ってボールを挟み
こむボール転走溝を有し、上記ベアリングブロックを案
内する軌道台とからなり、上記ベアリングブロックには
、両側面に夫々位置する負荷ボール溝の間にスリット状
空間を形成すると共に、このスリット状空間の開口幅を
変化させて相対向する上記負荷ボール溝と軌道台のボー
ル転走溝との間隙を調整する開口幅調整手段を設けたこ
とを特徴とするものである。

又、本発明の直線案内装置は、相反する外向き両側面に
夫々ボールが転走する負荷ボール溝を有すると共に、こ
の負荷ボール溝の両端を連通連結するボール循環路を有
し、上記負荷ボール溝と平行に配設された送りねじ軸に
螺合するベアリングブロックと、上記負荷ボール溝と相
俟ってボールを挟みこむボール転走溝を有し、上記ベア
リングブロックを案内する軌道台とからなり、上記ベア
リングブロックには、両側面に位置する負荷ボール溝の
間にスリット状空間を形成すると共に、このスリット状
空間の開口幅を変化させて相対向する上記負荷ボール溝
と軌道台のボール転走溝との間隙を調整する開口幅調整
手段を設けたことを特徴とするものである。

このような技術的手段において、上記スリット状空間を
ベアリングブロック（以下、ブロック）に具備させるに
は、大きく二つの方法が挙げられる。すなわち、一つは
ブロックに直接スリット状空間を切削形成する方法であ
り、もう一つはブロックをベアリングレース（以下、レ
ース）とブロック本体とから構成し、レースとブロック
本体との間にスリット状空間を形成する方法である。こ
の場合、前者においてはブロックを弾性変形させて、ス
リット状空間の開口幅の調整を行ない得る一方、後者に
おいては負荷ボール溝か形成されたレースをブロック本
体に対して移動させることによりその開口幅の調整を行
ない得る。

又、上記開口幅調整手段としては、ブロックに強制的に
弾性変形を与える、あるいはレースをブロック本体に対
して押引する等してスリット状空間の開口幅を調整でき
るものであればその構成を適宜設計して差し支えない。

例えば、ブロック側面（あるいはレース）からスリット
状空間に垂直に連通ずるねじ孔をタップ加工し、このね
じ孔にボルトを係合させることによってスリット状空間
を拡開することができる。又、他の例としては、スリッ
ト状空間内にテーパー面を有する一対の部材を互い違い
に配設し、一方を他方に対して移動させてスリット状空
間の開口幅を調整することもできる。

更に、上配軌通台としては、ボールを介してブロックを
両側から挟み込み直線案内できるものであれば、一体で
ある必要はなく、ブロック両側に配設される軌道台が別
々のものであっても差し支えない。

更に、ボールと負荷ボール溝あるいはボール転走溝との
接触角度は適宜設計変更して差し支えなく、又、その条
数も要求される最大負荷荷重等に応じて適宜選定して差
し支えない。

［作　用］ 上記技術的手段は次のように作用する。

ブロックには相反する外向両側面に設けられた負荷ボー
ル溝の間にスリット状空間か設けられているので、開口
幅調整手段でスリット状空間の開口幅を変化させること
により、負荷ボール溝とこれに対向する軌道台のボール
転走溝との間隔が調整され、ボールに予圧を付与し且つ
これを調整することが可能となる。

［実施例］ 以下、添付図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

第１図及び第２図は、本発明の直線案内装置の第一実施
例を示すものであり、大きくは、送りねじ機構のねじ軸
８が螺合したベアリングブロック８　（以下、ブロック
）と、このブロック８を案内する軌道台１と、これらブ
ロック８と軌道台１との間で荷重を負荷しつつ転走する
複数のボール２とから構成されている。

更に上記ブロック８は、第３図に示すように、２条の負
荷ボール溝４１ａ、　４１ｂが形成された一対のベアリ
ングレース４ａ、４ｂ　　（以下、レース）と、このレ
ース４ａ、４ｂを固定支持するブロック本体３と、この
ブロック本体３の前後両端面に係合する一対の蓋体５と
、上記レース４ａ、　４ｂの側面に係合する一対のボー
ルリテーナ６とから構成されており、上記レース４ａと
ブロック本体３との間にスリット状空間１０か形成され
、レース４ａに捩じ込まれる調整ねじ７　（開口幅調整
手段）によってこのスリット状空間１０の開口幅を調整
することができるようになっている。

上記ブロック本体３は、第４図乃至第７図に示すようｋ
、上記ねじ軸８が螺合するボールナツト部３ａからレー
ス４ａ、４ｂを固定するための固定部３ｂが突出したも
のであり、上記ポールナツト部３ａにはテーブル９を固
定するためのボルト孔３８がタップ加工される一方、上
記固定部３ｂにはレース固定ボルト３１が係合するねじ
孔３２がタップ加工されている。又、上記ポールナツト
部３ａは、第８図に示すように、ねじ軸８より若干大き
く設けられた貫通孔３３の一部にねじ軸８の螺旋状ボー
ル転走溝８１に対応した転走溝３４を形成し、且つ、保
持部材３５で固定されたリターンチューブ３６によって
ボール循環路を構成したものである。尚、ねじ軸８とブ
ロック本体３との間に挟み込まれるボール３７には、ブ
ロックＢ移動の高精度化を図るために予圧が付与される
。

又、上記レース４ａ、４ｂは、ブロック本体３と同一長
さに形成された略矩形状の部材であり、貫通孔４２を貫
通する固定ボルト３１によってブロック本体の固定部に
固定支持される。そして、第９図乃至第１１図に示すよ
うに、その側面には長手方向に沿って上部負荷ボール溝
４１８及び下部負荷ボール溝４１ｂがボール２の半径よ
りも大きい曲率半径て曲面状に形成される一方、これら
負荷ボール溝４１ａ、　４１ｂを転走したボール２を循
環させるための無負荷転走孔４３ａ、　４３ｂか穿設さ
れている。本実施例において、上部負荷ボール満月ａは
斜め上方に、下部負荷ボール溝４１ｂは斜め下方に向け
て夫々水平より４５°ずつ傾斜して設けられている。従
って、このレース４ａ、　４ｂ−組を上記ブロック本体
３に固定して形成されたブロック８は移動方向と直交す
る４方向の荷重を均等に負荷できるようになっている。

又、このレース４ａには上記調整ネジ７が螺合する調整
孔４４が負荷ボール溝側と裏面側とを連通するようにタ
ップ加工されている。従って、レース４ａをブロック本
体３に固定した際には、調整ねじ７がブロック本体３の
ポールナツト部３ａに垂直に当接することとなり、調整
ねじ７の螺合量に応じて当該レース４ａとポールナツト
部３ａとの間にスリット状空間１０が形成され、且つ、
このスリット状空間１０の開口幅を調整できる。

一方、上記蓋体５は、合成樹脂により作成され上記ブロ
ック本体３の前後両端面に固定ボルト（図示せず）で固
定されており、第１２図乃至第１３図に示すように、ね
じ軸８の貫通する貫通孔５１が形成される一方、レース
４ａ、４ｂに形成された負荷ボール溝４１ａ、４１ｂと
これに対応する無負荷転走孔４３ａ、　４３ｂとを連通
連結するボール旋回路５２が設けられている。このボー
ル旋回路５２は、負荷ボール溝４１８，４１ｂに連続す
る案内面５４を有する半円形状の案内片５３（第１５図
及び第１６図参照）を蓋体５に形成されたボール案内溝
５５に嵌合させることにより形成される。従って、この
蓋体５をブロック本体３に取付けることにより、負荷ボ
ール溝４１ａ。

４１ｂの両端を連通連結するボール循環路が構成される
こととなる。

又、上記ボールリテーナ６は、第１７図乃至第１８図に
示すように、断面略台形の棒状部材であり、その幅は、
レース４ａ、４ｂに取付けた際に、突出端６１とレース
４ａ、　４ｂ側面との間隙がボール２の径よりも小さく
なるよう形成され、ブロック８を軌道台１から取り外し
た際にボール２が負荷ボール満４１８、４１ｂから脱落
するのを防止している。尚、符号６２はレース４ａの調
整孔４４に対応して穿設された貫通孔であり、符号６３
はレース４ａ（４ｂ）への取付ねじ６４が貫通する取付
孔である。

上記軌道台１は、ベツド等に固定される固定部１ａの両
端からブロック８を支持する一対の支持部１ｂが立ち上
がった断面略コ字状に形成されている。

夫々の支持部１ｂには内側面に凹状溝１１が形成されて
おり、この凹状溝１１の上下隅角部に夫々上部負荷ボー
ル溝４１ａ及び下部負荷ボール溝４１ｂに対向する上下
ボール転走溝１２ａ、　１２ｂが形成されている。

又、支持部１ｂには長手方向の一箇所に上記レース４ａ
の調整孔４４に対応した貫通孔１３が形成されており、
ブロックＢを軌道台１に組み込んだ状態でレース４ａに
螺合する調整ねじ７を回動させることができるようにな
っている。尚、符号１４は軌道台１を固定するボルト（
図示せず）が貫通するボルト穴である。

このような構成において、本実施例の直線案内装置は、
上記ブロック本体３、レース４ａ、４ｂ　、蓋体５、ボ
ールリテーナ６及び複数のボール２からブロック８を組
立てると共に、ブロック本体３のボールナツト３８部に
は直線案内すべき可動体を載置するためのテーブル９を
取付け、上記ボールナツト部３ａに螺合するねじ軸８の
一端にステッピングモーター等の駆動手段（図示せず）
を連結し、ねじ軸８の回転量に応じてブロック８を軌道
台１に沿って所定距離推進させて使用される。尚、第１
図中、符号１５は軌道台１とブロックＢとの間に異物が
進入するのを防止するシールである。

そして、その使用に当たってのボール２への予圧の付与
及び調整は、軌道台１の支持部１ｂに形成された貫通孔
１３とレース４ａの調整孔４４とが合致する位置にブロ
ックＢを停止させ、以下のようにして行われる。

すなわち、調整孔４４に係合した調整ねじ７を回転させ
、レース４ａとブロック本体３とにより形成されたスリ
ット状空間１０の開口幅を変動させると、これに伴ない
各レース４ａ、　４ｂの負荷ボール溝４１ａ。

４１ｂと軌道台１のボール転走面１２ａ、　１２ｂとの
間隙が調整され、負荷ボール溝４１ａ、４１ｂを転走す
るボール２に任意の予圧が付与されるのである。

従って、調整ねじ７の回転量を変更することにより、ブ
ロック８を軌道台１から取り外すことなく予圧量の調整
を自在に行ない得るものである。

但し、本実施例において、調整し得るスリット状空間１
０の開口幅はレース４ａに形成された貫通孔４２と固定
ボルト３１との隙間力である。それ故、予圧１の調整幅
を広く採るには、貫通孔４２の径を固定ボルト３１の径
に対して大きくしなければならない。

又、第１図中では調整ボルト７を一方のレース４ａにの
み螺合させ、当該レース４ａとブロック本体３との間に
スリット状空間１０を形成したが、他方のレース４ｂに
も調整ボルト７を螺合させ、両レース４ａ、４ｂとブロ
ック本体３との間にスリット状空間１０を形成するよう
にしても差し支えない。このようにすれば、調整ねじ７
がブロック本体３を両側から押圧することとなり、ブロ
ック本体３が軌道台１に対し変位してねじ軸８に負荷を
加える心配もなく、ブロック８の送り精度が確保される
。

尚、本実施例を示す第１図においては、上記説明の理解
を助けるためにスリット状空間１０の開口幅を誇張して
描いている。

第２０図は、本発明の直線案内装置の第二実施例の断面
を示すものである。

この実施例では、両側面に負荷ボール溝４１ａ、４１ｂ
の形成された略矩形状のブロック本体３に対し、切削加
工によってスリット状空間１０を形成すると共に、上記
第一実施例と同様、スリット状空間１０に連通する調整
孔４４を側面からタップ加工により形成した。

従って、本実施例では、調整ボルト７を調整孔４４に捩
じ込むことにより、スリット状空間１０が拡開するよう
な弾性変形がブロック本体３に生じて負荷ボール溝４１
ａ、　４ａｂとボール転走溝１２ａ、　１２ｂとの間隙
が調整され、負荷ボール溝４１ａ、４１ｂを転走するボ
ール２に任意の予圧が付与される。

又、この実施例においても、ねじ軸８が貫通する貫通孔
３３の両側にスリット状空間１０を形成して良いことは
勿論であり、その効果も上記第一実施例と同様である。

尚、蓋体５、ポールリテーナ６、軌道台１等、説明した
以外の他の構成は第一実施例と同様なのでその説明は省
略する。

又、本願においては、第−及び第二実施例において本発
明における直線案内装置のみを具体的に説明したが、本
発明に係る直線摺動用ベアリングは、第２２図に示すよ
うに、上述した直線案内装置の実施例からボールねじ軸
８の螺合する構成を取り除くことにより容易に実施可能
なので、同一符号を付してその詳細な説明は省略する。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、本発明の直線摺動用ボールベ
アリング及び直線案内装置によれば、ベアリングブロッ
クに形成したスリット状空間の開口幅を変化させること
により、ボールへの予圧の付与及び調整が行われるので
、ベアリングブロックを軌道台から取り外すことなくそ
の作業を実施することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の直線案内装置の第一実施例を示す断面
図、第２図は斜視図、第３図はベアリングブロックの構
成を示す分解斜視図、第４図乃至第８図は夫々ブロック
本体を示す正面図、側面図。 底面図、平面図及び断面図、第９図及び第１０図はベア
リングレースを示す平面図及び側面図、第１１図は第１
０図のＩ−Ｉ断面図、第１２図及び第１３図は蓋体を示
す正面図及び裏面図、第１４図ば第１３図のＩＩ−Ｉ断
面図、第１５図及び第１６図は案内片を示す正面図及び
平面図、第１７図はボールリテーナを示す側面図、第１
８図は第１７図のＩＩ−ＩＩＩ断面図、第１９図及び第
２０図は軌道台を示す斜視図及び断面図、第２１図は本
発明の直線案内装置の第二実施例を示す断面図、第２２
図は本発明の直線摺動用ベアリングを示す正面断面図、
第２３図及び第２４図は夫々従来の直線摺動用ボールベ
アリング及び直線案内装置を示す断面図である。 「符号説明コ ８：ベアリングブロック １：軌道台　　　　　２二ボール ３ニブロック本体 ４ａ、４ｂ：ベアリングレース ７：調整ねじ（開口幅調整手段） ８：ねじ軸 １０ニスリット状空間

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）相反する外向き両側面に夫々ボールが転走する負
   荷ボール溝を有すると共に、この負荷ボール溝の両端を
   連通連結するボール循環路を有するベアリングブロック
   と、上記負荷ボール溝と相俟ってボールを挟みこむボー
   ル転走溝を有し、上記ベアリングブロックを案内する軌
   道台とからなる直線摺動用ボールベアリングにおいて、 上記ベアリングブロックには、両側面に夫々位置する負
   荷ボール溝の間にスリット状空間を形成すると共に、こ
   のスリット状空間の開口幅を変化させて相対向する上記
   負荷ボール溝と軌道台のボール転走溝との間隙を調整す
   る開口幅調整手段を設けたことを特徴とする直線摺動用
   ボールベアリング。
2. （２）請求項１記載の直線摺動用ボールベアリングにお
   いて、ベアリングブロックは、負荷ボール溝が形成され
   たベアリングレースとこれを保持するブロック本体とか
   らなり、ベアリングレースとブロック本体との間にスリ
   ット状空間を形成することを特徴とする直線摺動用ボー
   ルベアリング。
3. （３）相反する外向き両側面に夫々ボールが転走する負
   荷ボール溝を有すると共に、この負荷ボール溝の両端を
   連通連結するボール循環路を有し、上記負荷ボール溝と
   平行に配設された送りねじ軸に螺合するベアリングブロ
   ックと、上記負荷ボール溝と相俟つてボールを挟みこむ
   ボール転走溝を有し、上記ベアリングブロックを案内す
   る軌道台とからなる直線案内装置において、 上記ベアリングブロックには、両側面に位置する負荷ボ
   ール溝の間にスリット状空間を形成すると共に、このス
   リット状空間の開口幅を変化させて相対向する上記負荷
   ボール溝と軌道台のボール転走溝との間隙を調整する開
   口幅調整手段を設けたことを特徴とする直線案内装置。
4. （４）請求項３記載の直線案内装置において、ベアリン
   グブロックは、負荷ボール溝が形成されたベアリングレ
   ースとこれを保持するブロック本体とからなり、ベアリ
   ングレースとブロック本体との間にスリット状空間を形
   成することを特徴とする直線案内装置。