JPH0547728B2 - - Google Patents

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JPH0547728B2
JPH0547728B2 JP62284200A JP28420087A JPH0547728B2 JP H0547728 B2 JPH0547728 B2 JP H0547728B2 JP 62284200 A JP62284200 A JP 62284200A JP 28420087 A JP28420087 A JP 28420087A JP H0547728 B2 JPH0547728 B2 JP H0547728B2
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JP
Japan
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casing
rail
raceway
raceway groove
load
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JP62284200A
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English (en)
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JPH01126422A (ja
Inventor
Kazuhiko Tanaka
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Nippon Thompson Co Ltd
Original Assignee
Nippon Thompson Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Thompson Co Ltd filed Critical Nippon Thompson Co Ltd
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Priority to US07/165,501 priority patent/US4797012A/en
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Publication of JPH0547728B2 publication Critical patent/JPH0547728B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/04Ball or roller bearings
    • F16C29/06Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load
    • F16C29/0633Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides
    • F16C29/0635Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides whereby the return paths are provided as bores in a main body of the U-shaped carriage, e.g. the main body of the U-shaped carriage is a single part with end caps provided at each end
    • F16C29/0638Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides whereby the return paths are provided as bores in a main body of the U-shaped carriage, e.g. the main body of the U-shaped carriage is a single part with end caps provided at each end with balls
    • F16C29/064Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides whereby the return paths are provided as bores in a main body of the U-shaped carriage, e.g. the main body of the U-shaped carriage is a single part with end caps provided at each end with balls with two rows of balls, one on each side of the rail

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は多数のボール転動体を含みこれら転動
体がトラツクレール上を無限直線運動して、上下
方向荷重、横方向荷重、モーメント荷重などの複
合荷重を受けながら安定した精度と高い剛性の直
線運動を行う直動案内ユニツトに関し、振動、衝
撃を伴う工作機械、産業ロボツトなどの高い精度
を要する各種直線運動機構に利用される、狭溢形
直線案内ユニツトに関する。
〔従来技術〕
ボール転動体を含む直動案内ユニツトは例えば
同一出願人により出願された特願昭59−109573号
(第5図参照)には、レール状部材1′と、該レー
ル部材上に跨がり、摺動自在に載置された断面コ
字状のケーシング2′からなり、該レール状部材
1′の両側面部に各々ボール転動用軌道溝を形成
し、該ケーシング2′の内面には該レールに設け
た軌道溝に対応する軌道溝を形成して、ボールの
負荷軌道を該レールとケーシング間に形成し、該
ケーシングには更にこの負荷軌道のそれぞれと平
行に延びるリターン孔7′を形成し、該ケーシン
グはその摺動方向両端に固着された側板を有し、
該側板の各々にはケーシング側の負荷軌道溝と上
記リターン孔を直結する弯曲した方向転換路5′
を有して、ケーシング内に形成される各リターン
孔を、ケーシングの横断面で見て、負荷軌道にあ
るボールの位置に関して上部内方に形成した直動
案内ユニツトを開示した。
この新しい構成によつて、ケーシングの巾を縮
小できそれまでには使用できなかつた狭い箇所に
もユニツトを使用することができる等、大きな効
果を発揮することができたが、更に次のような問
題があつた。
即ち弯曲延長する方向転換路の長さが必要以
上に長くなり過ぎて、逆にボールの移動抵抗が
大きくなる。
側板に形成する方向転換路の弯曲形状が複雑
になり、加工コストが増加する。
方向転換路内に入り得るボール個数が増加
し、ユニツト全体のコストアツプとなる。
(第5図を参照し)負荷域のボールに対し
て、リターン孔がl寸法だけ内方に形成されて
いるが、実用上はケーシング内周面と接近しな
い程度に取付穴を形成することになり、l寸法
を大きくしても取付穴の位置を内方に形成でき
ないという限界が存在する。
従つて、方向転換路の長さを短縮すべく、第6
図に示すように、ケーシング2″の横断面で見て、
負荷域にあるボール10″よりも上部外方にリタ
ーン孔7″を形成して、方向転換路長さを短くす
ることが提案された。この場合負荷ボールの中心
を通る垂線に対して45°外方にリターン孔7″を形
成した(方向転換路の長さを短くした)場合は、
前記先願発明のやの問題は解決するが、軌道
溝から徐々に円弧状に方向転換させるための円弧
部分(第6図A視図及びB視図の一点鎖線の円弧
部分)が、方向転換路の長さが短すぎるために、
b図に示すようにA視方向で1/4円弧よりもθ
だけ短い位置で反対側のリターン孔からの円弧部
分と結合し、軌道面側とリターン孔側とが接線で
結合できなくなる。よつて、この部分でボールを
円滑に移動することができなくなつてしまうとい
う欠点を伴つた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は上記従来技術の諸欠点を解決し、決め
られた方向転換路の側板内の厚みに対して最も滑
らかな円弧部分が形成でき、しかもケーシングの
寸法を最小に形成できる合理的な位置にリターン
孔を形成し、しかも従来技術に要したよりも少数
のボールを使用して高精度で摺動抵抗の小さな直
動案内ユニツトを提供することを目的としてい
る。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の直動案内ユニツトは、角柱状レール状
部材と、該レール状部材上に、多数のボールを介
して摺動自在に跨乗組合わされた断面略コ字状の
ケーシングと、該ケーシングの摺動方向両端部そ
れぞれに固着された側板とからなり、該レール状
部材の両側面の一部に、長手方向に延長するレー
ル側軌道溝および該ケーシングの内面に設けら
れ、該レール側軌道溝に対応位置するケーシング
側軌道溝を設け、該対応する両軌道溝によつてボ
ール転動用負荷軌道路を形成し、該ケーシング内
部には該ケーシング側軌道溝と平行に延びるリタ
ーン孔を形成し、該側板の各々の内部に配置され
該ケーシング側の軌道溝と該リターン溝を連結す
る方向転換路を設けて、該ボール転動用負荷軌道
路及び該リターン孔を連結して、ボール転動無限
循環路を形成した直動案内ユニツトにおいて、該
方向転換路は、ケーシングの摺動方向軸に直交す
る、側板内の断面において、単一の中心を有する
円弧で形成されていると共に、その円弧中心は負
荷軌道路にあるボールの中心を通り、レール状部
材の、軌道溝を有する側面と平行な直線上にある
ように形成され、該リターン孔を前記円弧で形成
される方向転換路の最大高さのレベルでケーシン
グ内に形成することにより、また上記ユニツトに
おいて、負荷軌道溝が形成されるレール状部材及
びケーシングそれぞれの側面を傾斜面とすること
により、前記従来技術における問題を解決した。
〔作用〕
上記のように構成された本発明に係る直動案内
ユニツトは、負荷軌道溝を設けるレール状部材の
側面乃至それに対応するケーシングの内面の傾斜
角度を大きくすればする程、ボール負荷軌道より
も、ケーシング内リターン孔がケーシング内型に
位置でき、ケーシングに形成された取り付け穴の
位置をより内方に形成できると共に、ケーシング
の巾従つてユニツト全体の巾を最小に設計でき
る。しかも、その方向転換路においてボールの円
滑かつ抵抗の少ない転動を保証し、しかも振動、
衝撃下においても三次元方向のいかなる荷重にも
耐える精度の高い直線運動を行い得る。
〔実施例〕
以下本発明を添付図面に基いて説明する。
第1図は本発明のユニツトの一具体例を示す投
影図である。レール状部材1の断面形状は全体に
角柱状をなし、その断面は略等脚台形状をしてお
り、その傾斜両側面の長手方向にレール側軌道溝
4が形成されている。このレール状部材1と組み
合わされるケーシング2にもその下面にレール状
部材1の凸形状に対応して凹欠部が形成されてお
り、その傾斜両側面の各々にケーシング側軌道溝
4′が形成されている。レール側及びケーシング
側の両軌道溝4,4′によりボール転動用負荷軌
道路が、レール状部材とこの上に跨乗的に組み合
わされるケーシング間に形成され、これに多数の
ボール10が負荷下に転動し、ケーシングをレー
ル状部材1上に摺動自在に保持する。
この摺動運動においてこの負荷軌道路内に位置
するボールは、第2図に破線で示した方向転換路
5へ進み、さらにケーシング内部に設け、上記ボ
ール転動用負荷軌道路と平行に延びるリターン孔
7へと進行し、かくして負荷軌道路、リターン孔
7及び両者を連結する方向転換路5により画定さ
れる無限循環路を多数のボールが転動することに
よりレール状部材上をケーシングが自由に摺動す
る。
第3図には、第2図の本発明のユニツトの一具
体例における負荷軌道路部分の拡大断面図が示さ
れ、ここではボールと、レール側及びケーシング
側両軌道溝4,4′のそれぞれにおける接触点は、
一方が水平線より30°の位置、他方が90°の位置に
形成されているため、特に下向き荷重に対して剛
性の高いユニツトとなつているが、接触点の角度
の設定はユニツトの使用目的および使用条件によ
つて任意に行うことができる。
即ち第3図に関して両軌道溝4,4′間に挿入
されている各ボールが、少なくともそのボールの
中心を通る垂線上で各軌道溝と接触することによ
り、下向き方向の耐負荷能力を最大にすることが
できる。
第4図は本発明の機構的な構成を示す断面図で
あり、この図は前記ユニツトの一具体例を示し、
ケーシング2の摺動方向に延びる軸に対して直角
な断面において、負荷軌道路内のボール9の中心
を通り、レール状部材側壁斜面8に平行な直線y
−y上に中心を有する半径rの円弧を回転中心と
した円弧状の方向転換路5が形成される。そし
て、その方向転換路5と連結されるリターン孔7
が前記円弧の最大高さ(h1)のレベルを中心と
して形成される。
上記傾斜面8,8′に軌道溝が形成されている
ため、リターン孔の位置もそれだけケーシングの
内方に位置し、ケーシング2に設ける取付穴6も
より内方に形成することができ従つてケーシング
の軌道溝の研削加工を容易に行うことができ、又
ユニツト全体を小形化することが可能となる。
以上のように本発明は、方向転換路内のボール
を円滑に移動させるための必要最低限の方向転換
路長さを確保して、無負荷域におけるボール個数
を最小にすると共に、ユニツト全体の幅寸法をも
最小にすることができる直動案内ユニツトを提供
するものである。
本発明を上記ユニツトの一具体例に基いて説明
したが、本発明は上記具体例に限定されるもので
はない。
〔発明の効果〕 無限循環路の無負荷域部分即ち方向転換路及
びリターン孔の長さを短くすることができるこ
とから、ボール個数を少なくすることができ
る。
直動案内ユニツトの幅寸法を小さくすること
ができ、小形化が図れる。
方向転換路が緩やかな円弧路で形成できるた
めボール転動体の円滑な走行を保証し、直動案
内ユニツトの摺動抵抗を小さくすることができ
る。
ケーシング、ボール等に要する材料が節減で
き、また方向転換路、軌道溝等の加工が簡単な
ため安価に製作できる。
ケーシング側及びレール側の両負荷軌道内の
ボールの各々が、少なくともそのボール中心を
通る垂線上で各軌道面と接触することにより、
下向き耐負荷能力を最大にすることができる。
【図面の簡単な説明】
図面に関し、第1図は本発明の第1具体例のユ
ニツトの全体を示す投影図、第2図は第1図の半
截断面正面図、第3図は第2図の負荷軌道路部分
の拡大断面図、第4図は本発明ユニツトの機構的
構成を示す図式的正面図で、第5図及び第6図は
従来技術に係る直動案内ユニツトの構成を断面図
でそれぞれ示す。 1……レール状部材、2……ケーシング、3…
…側板、4……レール側軌道溝、5……方向転換
路、6……取付穴、7……リターン孔、8……レ
ール部材側壁斜面、8′……ケーシング側傾斜面、
9,10……ボール。11……下面シール、12
……保持バンド。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 角柱状レール状部材と、該レール状部材上
    に、多数のボールを介して摺動自在に跨乗組合わ
    された断面略コ字状のケーシングと、該ケーシン
    グの摺動方向両端部それぞれに固着された側板と
    からなり、該レール状部材の両側面の一部に、長
    手方向に延長するレール側軌道溝および該ケーシ
    ングの内面に設けられ、該レール側軌道溝に対応
    位置するケーシング側軌道溝を設け、該対応する
    両軌道溝によつてボール転動用負荷軌道路を形成
    し、該ケーシング内部には該ケーシング測軌道溝
    と平行に延びるリターン孔を形成し、該側板の
    各々の内部に配置され該ケーシング側の軌道溝と
    該リターン溝を連結する方向転換路を設けて、該
    ボール転動用負荷軌道路及び該リターン孔を連結
    して、ボール転動無限循環路を形成した直動案内
    ユニツトにおいて、 (a) 該方向転換路は、ケーシングの摺動方向軸に
    直交する、側板内の断面において、単一の中心
    を有する円弧で形成されていると共に、その円
    弧中心は負荷軌道路にあるボールの中心を通
    り、レール状部材の、軌道溝を有するレール状
    部材の側面と平行な直線上にあるように形成さ
    れ、 (b) 該リターン孔は前記円弧で形成される方向転
    換路の最大高さのレベルでケーシング内に形成
    され、 (c) 負荷軌道溝が形成されるレール状部材及びケ
    ーシングそれぞれの側面が傾斜面となり、 (d) レール側軌道溝とケーシング側軌道溝の両軌
    道溝間に挿入されたボールが、少なくとも該ボ
    ールの中心を通る垂線上で各軌道溝面と接して
    いる、 ことを特徴とする直動案内ユニツト。
JP62284200A 1987-11-12 1987-11-12 狭隘形直動案内ユニツト Granted JPH01126422A (ja)

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JP62284200A JPH01126422A (ja) 1987-11-12 1987-11-12 狭隘形直動案内ユニツト
US07/165,501 US4797012A (en) 1987-11-12 1988-03-08 Linear motion rolling guide unit

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JPH01126422A JPH01126422A (ja) 1989-05-18
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