JPH0646049B2 - 直線摺動用ボールベアリング及び直線案内装置 - Google Patents

直線摺動用ボールベアリング及び直線案内装置

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JPH0646049B2
JPH0646049B2 JP2130963A JP13096390A JPH0646049B2 JP H0646049 B2 JPH0646049 B2 JP H0646049B2 JP 2130963 A JP2130963 A JP 2130963A JP 13096390 A JP13096390 A JP 13096390A JP H0646049 B2 JPH0646049 B2 JP H0646049B2
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武樹 白井
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テイエチケー株式会社
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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
    • F16C29/063Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body, e.g. a carriage or part thereof, provided between the legs of a U-shaped guide rail or track

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Machine Tool Units (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、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。
その一態様として特開昭62-200015 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22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eを設け、これら負荷ボー
ル溝cとボール転走溝e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23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、上述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
の軌道台に対するガ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与圧量に応じて適宜選択すること
により、与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
付予方法においては、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てすべてのボール
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、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、一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。
それ故、ブロックを軌道台から取り外すことなくボール
に予圧を付与し且つ調整のできる製品の登場が望まれて
いる。
加えて、ブロックに送りねじ軸が螺合するタイプの直線
案内装置においては、ブロックの送り量の高精度化を図
る上で、ブロックがねじ軸に対して負荷を加えないこと
が必要である。従って、予圧を付与する手段は、ブロッ
クがねじ軸に対して位置ずれを生じることのないもので
なければならない。
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
動用ボールベアリング及び直線案内装置を提供すること
にある。
又、本発明の他の目的は、予圧を付与した際にもブロッ
クが軌道台に負荷を加えることのない直線案内装置を提
供することにあるる。
[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
走する上下一対の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面を有し、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、上下一対の負荷ボール溝の間にこれら負荷
ボール溝と平行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上下一対の負荷
ボール溝の間隔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上下一対の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面を有
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、上下一対の負荷ボー
ル溝の間にこれら負荷ボール溝と平行にスリット状空間
を形成すると共に、このスリット状空間の開口幅を変化
させて上下一対の負荷ボール溝の間隔を調整する開口幅
調整手段を設けたことを特徴とするものである。
この様な技術的手段において、上記ベアリングブロック
に形成されるスリット状空間としては、ブロック側面に
位置する一対の上下負荷ボール溝の間に位置し、上記開
口幅調整手段でブロックに弾性変形を与え得るものであ
れば、その当初の開口幅や深さ等を適宜設計変更して差
し支えない。
又、上記開口幅調整手段としては、ブロックに弾性変形
を与えて上下一対の負荷ボール溝の間隙を調整可能であ
れば、その構成を適宜設計変更して差し支えない。
更に、上記軌道台としては、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、スリット状空間を挟んで位置する上下負荷
ボール溝の間隔を調整することによりボールに予圧を付
与できるものであれば、任意に選定して良いことは勿論
である。
[作 用] 上記技術的手段は次のように作用する。
開口幅調整手段によりベアリングブロックに弾性変形を
与え、スリット状空間の開口幅を変化させることによ
り、スリット状空間を挟んで位置す一対の負荷ボール溝
の間隔が調整されるので、ベアリングブロックに形成さ
れた負荷ボール溝と軌道台に形成されたボール転走溝と
の対向距離が任意に調整され、ボールに付与する予圧量
が調整される。
又、スリット状空間の開口幅の調整は、ベアリングブロ
ックの局部的な弾性変形によってなされるので、予圧の
付与によってベアリングブロックが位置ずれを起こして
ねじ軸に負荷を加えることもない。
[実施例] 以下、添付図面に基づいて本発明を詳細に説明する。
第1図乃至第4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
4が螺合したベアリングブロックB(以下、ブロック)
と、このブロックBを案内する軌道台2と、これらブロ
ックBと軌道台2との間で加重を負荷しつつ転走する複
数のボール3とから構成されている。
更に上記ブロックBは、第5図に示すように、スリット
状空間11が形成されたブロック本体1と、このブロック
本体1の前後両端面に係合する一対の蓋体5、ブロック
本体1の側面に係合する一対のボール保持器6と、上記
ブロック本体1に捩じ込まれてスリット状空間11の開口
幅を調整する調整ねじ7(開口幅調整手段)とから構成
されている。
まず、上記ブロック本体1は、第6図乃至第9図に示す
ように、略矩形状に形成されており、両側面の長手方向
に沿って夫々上部負荷ボール溝12及び下部負荷ボール溝
13がボール半径よりも大きい曲率半径で曲面状に形成さ
れている。本実施例において、上部負荷転走面12は斜め
上方に、下部負荷転走面13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おり、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。尚、符号14は夫々負荷ボール溝を転走したボールを
循環させるための無負荷転走孔、符号15は取付面16に直
線案内すべき可動体(図示せず)を固定する取付ボルト
17が係合するボルト孔である。
又、ブロック本体1には上記ねじ軸4に螺合するボール
ナット部が設けられている。このボールナット部は、第
10図に示すように、ねじ軸4より若干大きく設けられた
貫通孔18の一部にねじ軸4の螺旋状ボール転走溝に対応
した転送溝19を形成し、且つ、保持部材81で固定された
リターンチューブ8によってボール循環路を構成したも
のである。尚、ねじ軸4とブロック本体1との間に挟み
込まれるボール(図示せず)には、ブロック移動の高精
度化を図るために予圧が付与される。
そして、上記ブロック本体1の両側部には、上記負荷ボ
ール溝12と下部負荷ボール溝13との中間位置でブロック
本体1側面に垂直にスリット状空間11が形成されてい
る。又、このスリット状空間1と取付面16との間には上
記調整ねじ7が係合される調整孔10が貫通している。従
って、調整ねじ7を回転させ進めていくと、その先端が
スリット状空間11内に突出して対向する係止面11a に突
き当たり、ブロック本体1が弾性変形を生じてスリット
状空間11の開口幅が拡開する構成となっている。
又、上記蓋体5は、合成樹脂により作成された上記ブロ
ック本体1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11図乃至第13図に示すように、ブロッ
ク本体1に形成された負荷ボール溝12,13とこれに対応
する無負荷転走孔14とを連通連結するボール旋回路51が
設けられている。このボール旋回路51は、負荷ボール溝
12,13に連続する案内面53を有する半円形状の案内片52
(第14図及び第15図参照)を蓋体5に形成されたボール
案内溝54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1に取付けることにより、負
荷ボール溝12,13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。
更に、上記ボール保持器6は、第16図乃至第17図に示す
よに、断面略台形の棒状部材であり、その幅は、ブロッ
ク本体1に取付けた際に、突出端61とブロック本体側面
との間隙がボール3の径よりも小さくなるよう形成さ
れ、ブロックBを軌道台2から取り外した際にボール3
が負荷ボール溝12,13から脱落するのを防止している。
尚、このボール保持器6は両端に形成された取付片62を
蓋体5に設けられた取付溝55に嵌合させることにより、
一対の蓋体5に挾持され支持されている。
一方、上記軌道台2は、ベッド等に固定される固定部21
の両端からブロック本体1を支持する一対の支持部22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22には内側面に凹状溝23が形成されており、この凹
状溝23の上下隅角部に夫々上部負荷ボール溝12及び下部
負荷ボール溝13に対向する上下ボール転走溝24,25が形
成されている。尚、符号26は軌道台2を固定する固定ボ
ルトが貫通するボルト穴である。
このように構成される本実施例の直線案内装置は、軌道
台2をベッド等に固定すると共に、ブロックBに螺合す
るねじ軸4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4の回転量に応じてブロ
ックBに軌道台2に沿って所定距離推進させて使用され
る。
そして、その使用に当たってのボール3への予圧の付与
及び調整は以下のようにして行われる。
すなわち、調整孔10に係合した調整ねじ7を回転させる
ことにより、第3図に破線で示すが如くスリット状空間
11の開口幅を変動し、これに伴ない上部負荷ボール溝12
と下部負荷ボール溝13との間隔が拡がる。このとき、本
実施例のように上部負荷ボール溝12が斜め上方に、下部
負荷ボール溝13が斜め下方に向け傾斜した構成において
は、夫々の負荷ボール溝12,13を転走するボール3が軌
道台2のボール転走溝24,25に押し付けられる格好とな
り、ボール3に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Bを軌道台2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。
又、予圧の付与は、上部負荷ボール溝12と下部負荷ボー
ル溝13との間隔の調整によって行われるので、予圧付与
の作業で軌道台2が変位してねじ軸4に負荷を加える心
配もなく、ブロックBの送り精度の確保が容易なものと
なっている。
第20図は、本発明の直線案内装置の第二実施例の要部を
示すものである。
この実施例では開口幅調整手段を調整ボルト7aとし、ス
リット状空間11の一側には上記調整ボルト7aが遊嵌し且
つボルト頭部71が係止されるスルーホール10a を形成す
る一方、他側には上記調整ボルト7aが係合ねじ孔10b を
設けた。
従って、調整ボルト7aを捩じ込むことにより、破線で示
すようにスリット状空間11の開口幅が狭まり、上下負荷
ボール溝12,13を転走するボール3に付与される予圧量
が減少するのである。
尚、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、第一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21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
クの相反する両側面で2条の負荷ボール溝の間に形成さ
れたスリット状空間の開口幅を変化させることにより、
予圧の付与及びその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。
又、予圧の付与及び調整によってベアリングブロックが
ねじ軸に負荷を加えることもないので、ベアリングブロ
ックの送り精度を損なうことなく予圧の付与・調整をな
すことが可能となる。
【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図は平面図、第3図は第一実施例に係る直線案
内装置の要部を示す断面図、第4図は第一実施例に係る
直線案内装置の斜視図、第5図はベアリングブロックの
構成を示す分解斜視図、第6図乃至第10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11図及び第12図は蓋体を示す正面図及び裏面図、
第13図は第12図のI−I断面図、第14図及び第15図は案
内片を示す正面図及び平面図、第16図及び第17図はボー
ル保持器を示す側面図及び正面図、第18図及び第19図は
軌道台を示す斜視図及び正面図(断面図)、第20図は本
発明の直線案内装置の第二実施例の要部を示す断面図、
第21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22図及び第23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] B:ベアリングブロック 2:軌道台、 3:ボール 4:ねじ軸 7:調整ねじ(開口幅調整手段) 11:スリット状空間 12,13:負荷ボール溝 24,25:ボール転走溝

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】相反する外向き両側面に夫々ボールが転走
    する上下一対の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面を有し、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、上下一対の負荷ボール溝
    の間にこれら負荷ボール溝と平行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
    て上下一対の負荷ボール溝の間隔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. 【請求項2】相反する外向き両側面に夫々ボールが転走
    する上下一対の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面を有し、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、上下一対の負荷ボール溝
    の間にこれら負荷ボール溝と平行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
    て上下一対の負荷ボール溝の間隔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。
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