JPH10141368A - リニアガイド装置 - Google Patents
リニアガイド装置Info
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- JPH10141368A JPH10141368A JP29910896A JP29910896A JPH10141368A JP H10141368 A JPH10141368 A JP H10141368A JP 29910896 A JP29910896 A JP 29910896A JP 29910896 A JP29910896 A JP 29910896A JP H10141368 A JPH10141368 A JP H10141368A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】片面で３列づつのボール転動溝を有し、その溝
加工や精度管理が容易で、しかも摩擦力をほとんど増加
させることなしに負荷容量や剛性の増加を図ることがで
きるリニアガイド装置を提供する。 【解決手段】両側面にそれぞれ片面３列づつのボール転
動溝３Ａ，３Ｂ，３Ｃを形成した案内レール１にスライ
ダ２を搭載し、スライダ２は前記ボール転動溝３Ａ〜３
Ｃに対向するボール転動溝５Ａ，５Ｂ，５Ｃを有するリ
ニアガイド装置において、ボール転動路６Ａ，６Ｂ，６
Ｃのうち１列をボール１０と４点接触、他の２列を２点
接触とするとともに、２点接触のボール転動路を構成す
る溝のフランク面の溝Ｒ比は５０％を越えるとともに４
点接触のボール転動路を構成する溝のフランク面の溝Ｒ
比よりも小さいものとした。
加工や精度管理が容易で、しかも摩擦力をほとんど増加
させることなしに負荷容量や剛性の増加を図ることがで
きるリニアガイド装置を提供する。 【解決手段】両側面にそれぞれ片面３列づつのボール転
動溝３Ａ，３Ｂ，３Ｃを形成した案内レール１にスライ
ダ２を搭載し、スライダ２は前記ボール転動溝３Ａ〜３
Ｃに対向するボール転動溝５Ａ，５Ｂ，５Ｃを有するリ
ニアガイド装置において、ボール転動路６Ａ，６Ｂ，６
Ｃのうち１列をボール１０と４点接触、他の２列を２点
接触とするとともに、２点接触のボール転動路を構成す
る溝のフランク面の溝Ｒ比は５０％を越えるとともに４
点接触のボール転動路を構成する溝のフランク面の溝Ｒ
比よりも小さいものとした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、案内レールとその
上を自在に走行するスライダとの間を転動しつつ循環す
る多数のボールを介して負荷を受けるリニアガイド装置
の負荷能力，剛性の改良に関する。
上を自在に走行するスライダとの間を転動しつつ循環す
る多数のボールを介して負荷を受けるリニアガイド装置
の負荷能力，剛性の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種のリニアガイド装置として
は、例えば実開昭６４−５３６２２号公報に示されるも
のがある。このものは、片面３列づつのボール転動路の
うちの中央のボール転動路をボールと４点で接触する４
点接触路、その上下のボール転動路をボールと２点で接
触する２点接触路に構成したもので、従来の片側で２列
のボール転動路に一列を追加することにより、リニアガ
イド装置の負荷容量や剛性を高めようとするものであ
る。
は、例えば実開昭６４−５３６２２号公報に示されるも
のがある。このものは、片面３列づつのボール転動路の
うちの中央のボール転動路をボールと４点で接触する４
点接触路、その上下のボール転動路をボールと２点で接
触する２点接触路に構成したもので、従来の片側で２列
のボール転動路に一列を追加することにより、リニアガ
イド装置の負荷容量や剛性を高めようとするものであ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、単に中央のボール転動路を４点接触、その上
下のボール転動路を２点接触とする構造が提案されてい
るに過ぎず、ボール直径に対するボール転動路のフラン
ク面の曲率半径の比（以下、溝Ｒ比という）の値までは
規定していなかった。ちなみに、従来の片側２列のボー
ル転動路を有するリニアガイド装置においては、その２
列のボール転動路の溝Ｒ比は同一である。しかして、上
記従来例のボール転動路が片側３列のリニアガイド装置
は未だ実用化されておらず、これを実用化しようとする
場合は従来の片側２列のボール転動路の構造がそのまま
適用されることになる。
来例では、単に中央のボール転動路を４点接触、その上
下のボール転動路を２点接触とする構造が提案されてい
るに過ぎず、ボール直径に対するボール転動路のフラン
ク面の曲率半径の比（以下、溝Ｒ比という）の値までは
規定していなかった。ちなみに、従来の片側２列のボー
ル転動路を有するリニアガイド装置においては、その２
列のボール転動路の溝Ｒ比は同一である。しかして、上
記従来例のボール転動路が片側３列のリニアガイド装置
は未だ実用化されておらず、これを実用化しようとする
場合は従来の片側２列のボール転動路の構造がそのまま
適用されることになる。
【０００４】ところで、リニアガイド装置の負荷容量や
剛性は、ボールとボール転動路との接触面積が大きいほ
ど大きくなるのであるから、ボールサイズが一定の場合
に負荷容量・剛性を増大させるには、単純にボール転動
路のフランク面の曲率半径を小さくすれば良い。
剛性は、ボールとボール転動路との接触面積が大きいほ
ど大きくなるのであるから、ボールサイズが一定の場合
に負荷容量・剛性を増大させるには、単純にボール転動
路のフランク面の曲率半径を小さくすれば良い。
【０００５】図４は、ボールと２点で接触する２点接触
のボール転動路を構成するボール転動溝の、溝フランク
面における溝Ｒ比の大小と接触面積との関係を示したも
のである。いま、（ａ）に示すボール転動溝Ｍａのフラ
ンク面ｆの曲率半径＝Ｒ1 、（ｂ）に示すボール転動溝
Ｍｂのフランク面ｆの曲率半径＝Ｒ2 で、Ｒ1 ＞Ｒ2で
あるとする。曲率半径が小さい（すなわち、ボール１０
の直径に対する溝フランク面ｆの曲率半径の比である溝
Ｒ比が小さい）ことで、ボール転動溝Ｍｂのボール１０
との接触楕円の面積Ｓｂをボール転動溝Ｍａの接触楕円
の面積Ｓａより大きくすることができる（Ｓｂ＞Ｓ
ａ）。接触面積が大きくなれば、負荷容量や剛性は上が
る。なお、接触面が楕円になっているのは、ボール転動
溝Ｍａ，Ｍｂが紙面直角方向には直線状になっているた
めである。
のボール転動路を構成するボール転動溝の、溝フランク
面における溝Ｒ比の大小と接触面積との関係を示したも
のである。いま、（ａ）に示すボール転動溝Ｍａのフラ
ンク面ｆの曲率半径＝Ｒ1 、（ｂ）に示すボール転動溝
Ｍｂのフランク面ｆの曲率半径＝Ｒ2 で、Ｒ1 ＞Ｒ2で
あるとする。曲率半径が小さい（すなわち、ボール１０
の直径に対する溝フランク面ｆの曲率半径の比である溝
Ｒ比が小さい）ことで、ボール転動溝Ｍｂのボール１０
との接触楕円の面積Ｓｂをボール転動溝Ｍａの接触楕円
の面積Ｓａより大きくすることができる（Ｓｂ＞Ｓ
ａ）。接触面積が大きくなれば、負荷容量や剛性は上が
る。なお、接触面が楕円になっているのは、ボール転動
溝Ｍａ，Ｍｂが紙面直角方向には直線状になっているた
めである。
【０００６】続いて、ボールと４点で接触する４点接触
のボール転動路を構成するボール転動溝の、溝フランク
面における溝Ｒ比の大小（曲率半径の大小）と接触角の
関係を、図５を参照して説明する。図５では、説明のた
めに、ゴシックアーチ溝Ｍｇの左右のフランク面ｆL ，
ｆR の曲率半径Ｒ1 ，Ｒ2 を変えＲ1 （左）＞Ｒ
2 （右）にしてある。例えばいま、双方のフランク面ｆ
L,ｆR とも初期の接触角θ＝４５度（フランク面は一点
鎖線で示す）とする。このときの左フランク面ｆL の曲
率の中心はＯ1 であり、右フランク面ｆR の曲率の中心
はＯ2 である。
のボール転動路を構成するボール転動溝の、溝フランク
面における溝Ｒ比の大小（曲率半径の大小）と接触角の
関係を、図５を参照して説明する。図５では、説明のた
めに、ゴシックアーチ溝Ｍｇの左右のフランク面ｆL ，
ｆR の曲率半径Ｒ1 ，Ｒ2 を変えＲ1 （左）＞Ｒ
2 （右）にしてある。例えばいま、双方のフランク面ｆ
L,ｆR とも初期の接触角θ＝４５度（フランク面は一点
鎖線で示す）とする。このときの左フランク面ｆL の曲
率の中心はＯ1 であり、右フランク面ｆR の曲率の中心
はＯ2 である。
【０００７】この状態から中心Ｏ1 ，Ｏ2 の位置が移動
し、中心Ｏ1 はＯ1 ’に、中心Ｏ2はＯ2 ’になった場
合、それぞれの移動量（ずれ量）Ａ1 ，Ａ2 が同一であ
るにもかかわらず、ボール１０の接触角θの変化量α
は、Ｒ2 側の変化量α2 の方がＲ1 側の変化量α1 より
も遙に大きくなる。
し、中心Ｏ1 はＯ1 ’に、中心Ｏ2はＯ2 ’になった場
合、それぞれの移動量（ずれ量）Ａ1 ，Ａ2 が同一であ
るにもかかわらず、ボール１０の接触角θの変化量α
は、Ｒ2 側の変化量α2 の方がＲ1 側の変化量α1 より
も遙に大きくなる。
【０００８】このように４点接触の場合は、ボールとボ
ール転動溝との接触条件が変わり易く、その結果リニア
ガイド装置の負荷容量や剛性及び転がり摩擦力などの基
本特性値も変化する。
ール転動溝との接触条件が変わり易く、その結果リニア
ガイド装置の負荷容量や剛性及び転がり摩擦力などの基
本特性値も変化する。
【０００９】すなわち、４点接触のボール転動路で曲率
半径の小さいものは、ボール転動溝に対するボールの接
触角の僅かな誤差がリニアガイド装置の機能特性に大き
く影響するために、加工の精度管理が難しい。そのう
え、４点接触で曲率半径が小さいと接触面積が大きくな
るため滑りが大きくなって摩擦力が大きくなる。逆に、
４点接触のボール転動溝の曲率半径を大きくすると、負
荷容量や剛性を十分に得ることができないという二律背
反的な問題点がある。
半径の小さいものは、ボール転動溝に対するボールの接
触角の僅かな誤差がリニアガイド装置の機能特性に大き
く影響するために、加工の精度管理が難しい。そのう
え、４点接触で曲率半径が小さいと接触面積が大きくな
るため滑りが大きくなって摩擦力が大きくなる。逆に、
４点接触のボール転動溝の曲率半径を大きくすると、負
荷容量や剛性を十分に得ることができないという二律背
反的な問題点がある。
【００１０】そこで、本発明は、このような従来の問題
点に鑑み、２点接触溝のフランク面の曲率半径を４点
接触溝のそれより小さくすることにより、負荷容量や剛
性を向上させることができる、しかも、２点接触溝は
もともと低摩擦であるから、曲率半径を小さくしても転
がり摩擦力はさほど増加しない、という点に着目してな
されたものであり、４点接触溝の曲率半径を小さくせず
に、したがって加工や精度管理のし易さを維持したまま
で、しかも摩擦力をほとんど増加させることなしに、負
荷容量や剛性の増加をはかることができるリニアガイド
を提供することを目的としている。
点に鑑み、２点接触溝のフランク面の曲率半径を４点
接触溝のそれより小さくすることにより、負荷容量や剛
性を向上させることができる、しかも、２点接触溝は
もともと低摩擦であるから、曲率半径を小さくしても転
がり摩擦力はさほど増加しない、という点に着目してな
されたものであり、４点接触溝の曲率半径を小さくせず
に、したがって加工や精度管理のし易さを維持したまま
で、しかも摩擦力をほとんど増加させることなしに、負
荷容量や剛性の増加をはかることができるリニアガイド
を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の請求項１は、両側面にそれぞれ片面３列づ
つのボール転動溝を形成した案内レールにスライダを搭
載するとともに、該スライダの前記案内レールを跨ぐ両
袖部に前記ボール転動溝に対向するボール転動溝を形成
して、それら相対する両ボール転動溝よりなるボール転
動路とこれに平行するボール戻し路とその両端に配した
湾曲路とからなるボール循環経路を設け、各ボール循環
経路に多数のボールを装填してなるリニアガイド装置に
おいて、前記片面３列づつのボール転動路のうち１列を
ボールと４点接触、他の２列を２点接触とするととも
に、該２点接触のボール転動路を構成する溝のフランク
面の溝Ｒ比は５０％を越え前記４点接触のボール転動路
を構成する溝のフランク面の溝Ｒ比よりも小さくしたこ
とを特徴とする。
め、本発明の請求項１は、両側面にそれぞれ片面３列づ
つのボール転動溝を形成した案内レールにスライダを搭
載するとともに、該スライダの前記案内レールを跨ぐ両
袖部に前記ボール転動溝に対向するボール転動溝を形成
して、それら相対する両ボール転動溝よりなるボール転
動路とこれに平行するボール戻し路とその両端に配した
湾曲路とからなるボール循環経路を設け、各ボール循環
経路に多数のボールを装填してなるリニアガイド装置に
おいて、前記片面３列づつのボール転動路のうち１列を
ボールと４点接触、他の２列を２点接触とするととも
に、該２点接触のボール転動路を構成する溝のフランク
面の溝Ｒ比は５０％を越え前記４点接触のボール転動路
を構成する溝のフランク面の溝Ｒ比よりも小さくしたこ
とを特徴とする。
【００１２】また、本発明の請求項２は、請求項１記載
のリニアガイド装置において、前記２点接触のボール転
動路を構成する溝のフランク面の溝Ｒ比は５０％を越え
５３％未満とし、前記４点接触のボール転動路を構成す
る溝のフランク面の溝Ｒ比は５３％から５６％の範囲内
としたことを特徴とする。
のリニアガイド装置において、前記２点接触のボール転
動路を構成する溝のフランク面の溝Ｒ比は５０％を越え
５３％未満とし、前記４点接触のボール転動路を構成す
る溝のフランク面の溝Ｒ比は５３％から５６％の範囲内
としたことを特徴とする。
【００１３】請求項１の発明によれば、両側面にそれぞ
れ片面３列づつのボール転動溝を有するリニアガイド装
置におけるボール転動路のうち、１列のみをボールと４
点接触とした。他は、もともと低摩擦で、曲率半径を小
さくしても転がり摩擦力はさほど増加しない２点接触の
ボール転動路としてその溝Ｒ比を当該４点接触のボール
転動路よりも小さくした。すなわち、溝加工や精度管理
が容易ではない４点接触溝の曲率半径には手をつけずに
そのままを維持し、比較的加工し易く且つ加工による摩
擦力への影響度合いが少ない２点接触のボール転動路の
曲率半径を小さくすることにより、摩擦力をほとんど増
加させることなしに、負荷容量や剛性の増加を図ること
ができる。ここで、２点接触ボール転動路の溝Ｒ比を５
０％を越えるとしたのは、溝Ｒ比が５０％でボールとボ
ール転動溝とがちょう度一致した大きさ（同半径）とな
り、溝フランク面の半径方向の全域がボールと接触して
最大接触面積となるためである。
れ片面３列づつのボール転動溝を有するリニアガイド装
置におけるボール転動路のうち、１列のみをボールと４
点接触とした。他は、もともと低摩擦で、曲率半径を小
さくしても転がり摩擦力はさほど増加しない２点接触の
ボール転動路としてその溝Ｒ比を当該４点接触のボール
転動路よりも小さくした。すなわち、溝加工や精度管理
が容易ではない４点接触溝の曲率半径には手をつけずに
そのままを維持し、比較的加工し易く且つ加工による摩
擦力への影響度合いが少ない２点接触のボール転動路の
曲率半径を小さくすることにより、摩擦力をほとんど増
加させることなしに、負荷容量や剛性の増加を図ること
ができる。ここで、２点接触ボール転動路の溝Ｒ比を５
０％を越えるとしたのは、溝Ｒ比が５０％でボールとボ
ール転動溝とがちょう度一致した大きさ（同半径）とな
り、溝フランク面の半径方向の全域がボールと接触して
最大接触面積となるためである。
【００１４】請求項２にあっては、２点接触のボール転
動路の溝Ｒ比を５０％を越え５３％未満とした理由は、
５０％以下では溝の曲率半径がボールの半径を下回り、
ボール転動溝として使用できず、一方、溝Ｒ比が５３％
を越えると負荷容量・剛性の向上が期待できないことに
よる。
動路の溝Ｒ比を５０％を越え５３％未満とした理由は、
５０％以下では溝の曲率半径がボールの半径を下回り、
ボール転動溝として使用できず、一方、溝Ｒ比が５３％
を越えると負荷容量・剛性の向上が期待できないことに
よる。
【００１５】一方、４点接触ボール転動路の方は、溝Ｒ
比を５３％未満にすると接触面積が大き過ぎて摩擦力が
顕著になるとともに、溝加工やその精度管理が困難にな
り、一方、溝Ｒ比が５６％を越えると従来の４点接触の
ものより大きな負荷容量や剛性を得ることができない。
比を５３％未満にすると接触面積が大き過ぎて摩擦力が
顕著になるとともに、溝加工やその精度管理が困難にな
り、一方、溝Ｒ比が５６％を越えると従来の４点接触の
ものより大きな負荷容量や剛性を得ることができない。
【００１６】かくして、本発明のリニアガイド装置にあ
っては、４点接触せしめる溝の溝Ｒ比は手を加えず、従
来の２点接触せしめる溝と略同じ程度の溝Ｒ比のままに
して加工や精度管理が困難にならないように配慮し、本
来低摩擦である２点接触せしめる溝の方の溝Ｒ比は従来
より小さくしたことにより、加工や精度管理のし易さを
維持したままで、しかも摩擦力をほとんど増加させるこ
となく、負荷容量や剛性を増加させることができた。
っては、４点接触せしめる溝の溝Ｒ比は手を加えず、従
来の２点接触せしめる溝と略同じ程度の溝Ｒ比のままに
して加工や精度管理が困難にならないように配慮し、本
来低摩擦である２点接触せしめる溝の方の溝Ｒ比は従来
より小さくしたことにより、加工や精度管理のし易さを
維持したままで、しかも摩擦力をほとんど増加させるこ
となく、負荷容量や剛性を増加させることができた。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図１ないし図３は本発明の一実施形
態を示すもので、図１はエンドキャップの右半分を削除
して示す側面図、図２は図１のII−II線断面図、図３は
ボール溝部の拡大図である。先ず構成を説明すると、案
内レール１上に、横断面形状が略コ字形のスライダ２が
相対移動可能に跨架されている。その案内レール１の両
側面には上中下段と３列のボール転動溝３Ａ，３Ｂ，３
Ｃが軸方向に形成されている。上段のボール転動溝３Ａ
及び下段のボール転動溝３Ｃの溝断面は単一円弧状に形
成されている。これに対して、中段のボール転動溝３Ｂ
は、中心の異なる２つの同一曲率の円弧面でＶ字形に形
成され、いわゆるゴシックアーチ溝になっている。
参照して説明する。図１ないし図３は本発明の一実施形
態を示すもので、図１はエンドキャップの右半分を削除
して示す側面図、図２は図１のII−II線断面図、図３は
ボール溝部の拡大図である。先ず構成を説明すると、案
内レール１上に、横断面形状が略コ字形のスライダ２が
相対移動可能に跨架されている。その案内レール１の両
側面には上中下段と３列のボール転動溝３Ａ，３Ｂ，３
Ｃが軸方向に形成されている。上段のボール転動溝３Ａ
及び下段のボール転動溝３Ｃの溝断面は単一円弧状に形
成されている。これに対して、中段のボール転動溝３Ｂ
は、中心の異なる２つの同一曲率の円弧面でＶ字形に形
成され、いわゆるゴシックアーチ溝になっている。
【００１８】一方、スライダ２の本体２Ａの両袖部４の
内面側には、前記案内レールの上段のボール転動溝３Ａ
に対向して対をなすボール転動溝５Ａと、中段のボール
転動溝３Ｂに対向して対をなすボール転動溝５Ｂと、下
段のボール転動溝３Ｃに対向して対をなすボール転動溝
５Ｃとがそれぞれ形成され、これらの上中下３列の対向
溝同士でボール転動路６Ａ，６Ｂ，６Ｃが構成されてい
る。
内面側には、前記案内レールの上段のボール転動溝３Ａ
に対向して対をなすボール転動溝５Ａと、中段のボール
転動溝３Ｂに対向して対をなすボール転動溝５Ｂと、下
段のボール転動溝３Ｃに対向して対をなすボール転動溝
５Ｃとがそれぞれ形成され、これらの上中下３列の対向
溝同士でボール転動路６Ａ，６Ｂ，６Ｃが構成されてい
る。
【００１９】更に、スライダ本体２Ａの両袖部４の肉厚
部に、前記ボール転動路６Ａに平行な断面円形のボール
戻し路７Ａと、ボール転動路６Ｂに平行なボール戻し路
７Ｂと、ボール転動路６Ｃに平行なボール戻し路７Ｃと
が軸方向に貫通させて形成されている。
部に、前記ボール転動路６Ａに平行な断面円形のボール
戻し路７Ａと、ボール転動路６Ｂに平行なボール戻し路
７Ｂと、ボール転動路６Ｃに平行なボール戻し路７Ｃと
が軸方向に貫通させて形成されている。
【００２０】これに対して、スライダ本体２Ａの前後両
端にそれぞれ接合されるエンドキャップ８には、半ドー
ナッツ状の湾曲路９Ａ，９Ｂ，９Ｃが上中下３段に形成
されている。上段の湾曲路９Ａは前記ボール転動路６Ａ
とボール戻し路７Ａとを連通させ、中段の湾曲路９Ｂは
前記ボール転動路６Ｂとボール戻し路７Ｂとを連通さ
せ、下段の湾曲路９Ｃは前記ボール転動路６Ｃとボール
戻し路７Ｃとを連通させている。
端にそれぞれ接合されるエンドキャップ８には、半ドー
ナッツ状の湾曲路９Ａ，９Ｂ，９Ｃが上中下３段に形成
されている。上段の湾曲路９Ａは前記ボール転動路６Ａ
とボール戻し路７Ａとを連通させ、中段の湾曲路９Ｂは
前記ボール転動路６Ｂとボール戻し路７Ｂとを連通さ
せ、下段の湾曲路９Ｃは前記ボール転動路６Ｃとボール
戻し路７Ｃとを連通させている。
【００２１】そして、各ボール転動路６Ａ，６Ｂ，６Ｃ
と、対応する湾曲路９Ａ，９Ｂ，９Ｃと、ボール戻し路
７Ａ，７Ｂ，７Ｃとで形成される各ボール循環経路にそ
れぞれ多数のボール１０が装填されている。
と、対応する湾曲路９Ａ，９Ｂ，９Ｃと、ボール戻し路
７Ａ，７Ｂ，７Ｃとで形成される各ボール循環経路にそ
れぞれ多数のボール１０が装填されている。
【００２２】ここで、案内レール１とスライダ２との間
に形成された前記ボール転動路６Ａ，６Ｂ，６Ｃの構成
を図３を参照して詳述する。単一円弧状溝同士を組み合
わせてなりボール１０と２点接触せしめる上段のボール
転動路６Ａにあっては、案内レール側のボール転動溝３
Ａのフランク面３ｆと、スライダ側のボール転動溝５Ａ
のフランク面５ｆとはいずれも曲率半径Ｒ１で、溝３Ａ
に対して溝５Ａを下方にわずかにずらしてあり、ボール
１０との接触点はＴ1 及びＴ2 である。
に形成された前記ボール転動路６Ａ，６Ｂ，６Ｃの構成
を図３を参照して詳述する。単一円弧状溝同士を組み合
わせてなりボール１０と２点接触せしめる上段のボール
転動路６Ａにあっては、案内レール側のボール転動溝３
Ａのフランク面３ｆと、スライダ側のボール転動溝５Ａ
のフランク面５ｆとはいずれも曲率半径Ｒ１で、溝３Ａ
に対して溝５Ａを下方にわずかにずらしてあり、ボール
１０との接触点はＴ1 及びＴ2 である。
【００２３】また、同じく単一円弧状溝同士からなりボ
ール１０と２点接触せしめる下段のボール転動路６Ｃに
あっては、案内レール側のボール転動溝３Ｃのフランク
面３ｆと、スライダ側のボール転動溝５Ｃのフランク面
５ｆとはいずれも曲率半径Ｒ１であるが、溝３Ｃに対し
て溝５Ｃを上方にわずかにずらしてあり、ボール１０と
の接触点はＴ3 及びＴ4 である。
ール１０と２点接触せしめる下段のボール転動路６Ｃに
あっては、案内レール側のボール転動溝３Ｃのフランク
面３ｆと、スライダ側のボール転動溝５Ｃのフランク面
５ｆとはいずれも曲率半径Ｒ１であるが、溝３Ｃに対し
て溝５Ｃを上方にわずかにずらしてあり、ボール１０と
の接触点はＴ3 及びＴ4 である。
【００２４】一方、ゴシックアーチ状の溝同士からなり
ボール１０と４点接触せしめる中段のボール転動路６Ｂ
にあっては、案内レール側のゴシックアーチ状のボール
転動溝３Ｂは、曲率半径Ｒ２の円弧状フランク面３ｆ1
と、これとは中心がことなる同曲率半径Ｒ２の円弧状フ
ランク面３ｆ2 とでなるＶ字状の断面を有する。スライ
ダ側のゴシックアーチ状のボール転動溝５Ｂも、曲率半
径Ｒ２の円弧状フランク面５ｆ1 と、これとは中心がこ
となる同曲率半径Ｒ２の円弧状フランク面５ｆ 2 とでな
るＶ字状の断面を有する。これら両溝３Ｂ，５Ｂは溝中
心が同レベルに対向しており、ボール１０との接触点は
Ｔ1 ，Ｔ2 ，Ｔ3 ，及びＴ4 である。
ボール１０と４点接触せしめる中段のボール転動路６Ｂ
にあっては、案内レール側のゴシックアーチ状のボール
転動溝３Ｂは、曲率半径Ｒ２の円弧状フランク面３ｆ1
と、これとは中心がことなる同曲率半径Ｒ２の円弧状フ
ランク面３ｆ2 とでなるＶ字状の断面を有する。スライ
ダ側のゴシックアーチ状のボール転動溝５Ｂも、曲率半
径Ｒ２の円弧状フランク面５ｆ1 と、これとは中心がこ
となる同曲率半径Ｒ２の円弧状フランク面５ｆ 2 とでな
るＶ字状の断面を有する。これら両溝３Ｂ，５Ｂは溝中
心が同レベルに対向しており、ボール１０との接触点は
Ｔ1 ，Ｔ2 ，Ｔ3 ，及びＴ4 である。
【００２５】そして、２点接触のボール転動路６Ａ及び
６Ｃを構成するボール転動溝３Ａ，５Ａ及び３Ｃ，５Ｃ
については、各フランク面３ｆ，５ｆのボール１０の直
径に対する曲率半径Ｒ1 の比（溝Ｒ比）を、５０％を越
え５３％未満に設定してある。
６Ｃを構成するボール転動溝３Ａ，５Ａ及び３Ｃ，５Ｃ
については、各フランク面３ｆ，５ｆのボール１０の直
径に対する曲率半径Ｒ1 の比（溝Ｒ比）を、５０％を越
え５３％未満に設定してある。
【００２６】一方、４点接触のボール転動路６Ｂを構成
するボール転動溝３Ｂ，５Ｂについては、各フランク面
３ｆ1 ，３ｆ2 ，５ｆ1 及び５ｆ2 のボール１０の直径
に対する曲率半径Ｒ2 の比（溝Ｒ比）を、５３％から５
６％の範囲に設定してある。
するボール転動溝３Ｂ，５Ｂについては、各フランク面
３ｆ1 ，３ｆ2 ，５ｆ1 及び５ｆ2 のボール１０の直径
に対する曲率半径Ｒ2 の比（溝Ｒ比）を、５３％から５
６％の範囲に設定してある。
【００２７】次に、作用を説明する。案内レール１上の
スライダ２を軸方向に移動させると、ボール転動路６Ａ
（６Ｂ、６Ｃ）にそれぞれ挿入されたボール１０は、ス
ライダ２の移動に伴って転動しつつスライダ２の移動速
度より遅い速度で同方向に移動する。そしてスライダ２
の移動方向の端部において、エンドキャップ８に設けた
ボール掬い上げ部Ｓに導かれて方向を変更され、湾曲路
９Ａ（９Ｂ、９Ｃ）に沿ってＵターンする。続いてスラ
イダ本体２Ａのボール戻し路７Ａ（７Ｂ，７Ｃ）を通っ
て反対側のエンドキャップ８の湾曲路９Ａ（９Ｂ、９
Ｃ）により再度Ｕターンされてボール転動路６Ａ（６
Ｂ、６Ｃ）に戻り転動を続行しつつ移動する循環を繰り
返す。
スライダ２を軸方向に移動させると、ボール転動路６Ａ
（６Ｂ、６Ｃ）にそれぞれ挿入されたボール１０は、ス
ライダ２の移動に伴って転動しつつスライダ２の移動速
度より遅い速度で同方向に移動する。そしてスライダ２
の移動方向の端部において、エンドキャップ８に設けた
ボール掬い上げ部Ｓに導かれて方向を変更され、湾曲路
９Ａ（９Ｂ、９Ｃ）に沿ってＵターンする。続いてスラ
イダ本体２Ａのボール戻し路７Ａ（７Ｂ，７Ｃ）を通っ
て反対側のエンドキャップ８の湾曲路９Ａ（９Ｂ、９
Ｃ）により再度Ｕターンされてボール転動路６Ａ（６
Ｂ、６Ｃ）に戻り転動を続行しつつ移動する循環を繰り
返す。
【００２８】以下に、本発明のリニアガイド装置におけ
るボール転動溝の溝構造と負荷容量・剛性との関係につ
いて説明する。この場合、４点接触の中段のボール転動
路６Ｂ内にあるボール１０は、ボール転動溝３Ｂ，５Ｂ
の溝面とＴ1 ，Ｔ2 ，Ｔ3 ，及びＴ4 の４点で接触して
負荷を受ける。ボール転動溝３Ｂ，５Ｂの溝Ｒ比は５３
〜５６％であり、この値は従来の一般的なリニアガイド
装置のボール転動溝の溝Ｒ比とほぼ同程度であるから、
摩擦力の増大を招いたり、接触角の僅かな誤差が機能特
性に大きく影響して加工の精度管理が難しくなるという
おそれはない。
るボール転動溝の溝構造と負荷容量・剛性との関係につ
いて説明する。この場合、４点接触の中段のボール転動
路６Ｂ内にあるボール１０は、ボール転動溝３Ｂ，５Ｂ
の溝面とＴ1 ，Ｔ2 ，Ｔ3 ，及びＴ4 の４点で接触して
負荷を受ける。ボール転動溝３Ｂ，５Ｂの溝Ｒ比は５３
〜５６％であり、この値は従来の一般的なリニアガイド
装置のボール転動溝の溝Ｒ比とほぼ同程度であるから、
摩擦力の増大を招いたり、接触角の僅かな誤差が機能特
性に大きく影響して加工の精度管理が難しくなるという
おそれはない。
【００２９】一方、上下段のボール転動路６Ａ及び６Ｃ
内にあるボール１０は、ボール転動溝３Ａ，５Ａ及び３
Ｃ，５Ｃの各溝面とＴ1 ，Ｔ2 及びＴ3 ，Ｔ4 の各２点
で接触して負荷を受ける。その、各ボール転動溝３Ａ，
５Ａ及び３Ｃ，５Ｃの溝Ｒ比は５０％を越え５３％未満
であり、この値は従来の一般的なリニアガイド装置のボ
ール転動溝の溝Ｒ比５４％よりも小さい。しかし、２点
接触はもともと低摩擦であるから、曲率半径を小さくし
ても転がり摩擦力はさほど増加しない。しかも負荷容量
や剛性が向上する。
内にあるボール１０は、ボール転動溝３Ａ，５Ａ及び３
Ｃ，５Ｃの各溝面とＴ1 ，Ｔ2 及びＴ3 ，Ｔ4 の各２点
で接触して負荷を受ける。その、各ボール転動溝３Ａ，
５Ａ及び３Ｃ，５Ｃの溝Ｒ比は５０％を越え５３％未満
であり、この値は従来の一般的なリニアガイド装置のボ
ール転動溝の溝Ｒ比５４％よりも小さい。しかし、２点
接触はもともと低摩擦であるから、曲率半径を小さくし
ても転がり摩擦力はさほど増加しない。しかも負荷容量
や剛性が向上する。
【００３０】すなわち、本実施形態によれば、加工や精
度管理のし易さを維持したままで、しかも摩擦力をほと
んど増加させることなしに、負荷容量や剛性の増加を図
ることができる。
度管理のし易さを維持したままで、しかも摩擦力をほと
んど増加させることなしに、負荷容量や剛性の増加を図
ることができる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
によれば、片面３列づつのボール転動路のうち１列のみ
を４点接触とし、当該４点接触での溝Ｒ比は一般的な溝
Ｒ比とほぼ同程度とし、且つ、他の列は本来摩擦面積が
小さい２点接触にしてその溝Ｒ比を当該４点接触での溝
Ｒ比より小さいものとしたため、加工精度に起因する接
触角の誤差や摩擦力の増大などを防止できると共に、負
荷容量や剛性を増大させることができて、その結果、加
工や精度管理のし易さを維持したままで、しかも摩擦力
をほとんど増加させることなしに、負荷容量や剛性の増
加をはかることができるという効果を奏する。
によれば、片面３列づつのボール転動路のうち１列のみ
を４点接触とし、当該４点接触での溝Ｒ比は一般的な溝
Ｒ比とほぼ同程度とし、且つ、他の列は本来摩擦面積が
小さい２点接触にしてその溝Ｒ比を当該４点接触での溝
Ｒ比より小さいものとしたため、加工精度に起因する接
触角の誤差や摩擦力の増大などを防止できると共に、負
荷容量や剛性を増大させることができて、その結果、加
工や精度管理のし易さを維持したままで、しかも摩擦力
をほとんど増加させることなしに、負荷容量や剛性の増
加をはかることができるという効果を奏する。
【図１】本発明のリニアガイド装置の一実施形態のエン
ドキャップの右半分を削除して示す側面図である。
ドキャップの右半分を削除して示す側面図である。
【図２】図１に示すもののII−II線断面図である。
【図３】図１に示すもののボール溝部の拡大図である。
【図４】２点接触のボール転動路を構成するボール転動
溝の、溝フランク面の溝Ｒ比の大小と接触面積との関係
を示した拡大断面図である。
溝の、溝フランク面の溝Ｒ比の大小と接触面積との関係
を示した拡大断面図である。
【図５】４点接触のボール転動路を構成するボール転動
溝の、溝フランク面の溝Ｒ比の大小と接触角の関係を示
した拡大図である。
溝の、溝フランク面の溝Ｒ比の大小と接触角の関係を示
した拡大図である。
１ 案内レール ２ スライダ ３Ａ ボール転動溝 ３Ｂ ボール転動溝 ３Ｃ ボール転動溝 ３ｆ フランク面 ３ｆ1 フランク面 ３ｆ2 フランク面 ５Ａ ボール転動溝 ５Ｂ ボール転動溝 ５Ｃ ボール転動溝 ５ｆ フランク面 ５ｆ1 フランク面 ５ｆ2 フランク面 ６Ａ ボール転動路 ６Ｂ ボール転動路 ６Ｃ ボール転動路 ７Ａ ボール戻し路 ７Ｂ ボール戻し路 ７Ｃ ボール戻し路 ９Ａ 湾曲路 ９Ｂ 湾曲路 ９Ｃ 湾曲路 １０ ボール
Claims (2)
- 【請求項１】 両側面にそれぞれ片面３列づつのボール
転動溝を形成した案内レールにスライダを搭載するとと
もに、該スライダの前記案内レールを跨ぐ両袖部に前記
ボール転動溝に対向するボール転動溝を形成して、それ
ら相対する両ボール転動溝よりなるボール転動路とこれ
に平行するボール戻し路とその両端に配した湾曲路とか
らなるボール循環経路を設け、各ボール循環経路に多数
のボールを装填してなるリニアガイド装置において、 前記片面３列づつのボール転動路のうち１列をボールと
４点接触、他の２列を２点接触とするとともに、該２点
接触のボール転動路を構成する溝のフランク面の溝Ｒ比
は５０％を越え前記４点接触のボール転動路を構成する
溝のフランク面の溝Ｒ比よりも小さくしたことを特徴と
するリニアガイド装置。 - 【請求項２】請求項１記載のリニアガイド装置におい
て、前記２点接触のボール転動路を構成する溝のフラン
ク面の溝Ｒ比は５０％を越え５３％未満とし、前記４点
接触のボール転動路を構成する溝のフランク面の溝Ｒ比
は５３％から５６％の範囲内としたことを特徴とするリ
ニアガイド装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29910896A JP3454044B2 (ja) | 1996-11-11 | 1996-11-11 | リニアガイド装置 |
| US08/920,703 US5897212A (en) | 1996-08-30 | 1997-08-29 | Linear guide assembly |
| US09/218,448 US6123458A (en) | 1996-08-30 | 1998-12-22 | Linear guide assembly |
| US09/456,500 US6287006B1 (en) | 1996-08-30 | 1999-12-08 | Linear guide assembly |
| US09/917,709 US6394653B2 (en) | 1996-08-30 | 2001-07-31 | Linear guide assembly |
| US10/118,161 US6558040B2 (en) | 1996-08-30 | 2002-04-09 | Linear guide assembly |
| US10/388,742 US6783278B2 (en) | 1996-08-30 | 2003-03-17 | Linear guide assembly |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29910896A JP3454044B2 (ja) | 1996-11-11 | 1996-11-11 | リニアガイド装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10141368A true JPH10141368A (ja) | 1998-05-26 |
| JP3454044B2 JP3454044B2 (ja) | 2003-10-06 |
Family
ID=17868243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29910896A Expired - Fee Related JP3454044B2 (ja) | 1996-08-30 | 1996-11-11 | リニアガイド装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3454044B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005073574A1 (ja) * | 2004-01-29 | 2005-08-11 | Thk Co.,Ltd. | ケージ固定型直線案内装置 |
| JP2009036270A (ja) * | 2007-07-31 | 2009-02-19 | Thk Co Ltd | 転動装置 |
| WO2009107317A1 (ja) * | 2008-02-27 | 2009-09-03 | Thk株式会社 | 転がり案内装置 |
| KR101602237B1 (ko) * | 2014-10-14 | 2016-03-10 | 히윈 테크놀러지스 코포레이션 | 6열 볼 베어링 리니어 가이드웨이 |
-
1996
- 1996-11-11 JP JP29910896A patent/JP3454044B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005073574A1 (ja) * | 2004-01-29 | 2005-08-11 | Thk Co.,Ltd. | ケージ固定型直線案内装置 |
| JP4540612B2 (ja) * | 2004-01-29 | 2010-09-08 | Ｔｈｋ株式会社 | ケージ固定型直線案内装置 |
| JP2009036270A (ja) * | 2007-07-31 | 2009-02-19 | Thk Co Ltd | 転動装置 |
| WO2009107317A1 (ja) * | 2008-02-27 | 2009-09-03 | Thk株式会社 | 転がり案内装置 |
| JP5349451B2 (ja) * | 2008-02-27 | 2013-11-20 | Ｔｈｋ株式会社 | 転がり案内装置 |
| KR101602237B1 (ko) * | 2014-10-14 | 2016-03-10 | 히윈 테크놀러지스 코포레이션 | 6열 볼 베어링 리니어 가이드웨이 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3454044B2 (ja) | 2003-10-06 |
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