JPS6148007B2 - - Google Patents

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JPS6148007B2
JPS6148007B2 JP58083828A JP8382883A JPS6148007B2 JP S6148007 B2 JPS6148007 B2 JP S6148007B2 JP 58083828 A JP58083828 A JP 58083828A JP 8382883 A JP8382883 A JP 8382883A JP S6148007 B2 JPS6148007 B2 JP S6148007B2
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load
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00—Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/04—Ball or roller bearings
    • F16C29/06—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load
    • F16C29/0633—Ball 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
    • F16C29/0635—Ball 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
    • F16C29/0638—Ball 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
    • F16C29/064—Ball 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00—Bearings for parts moving only linearly
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    • F16C29/0602—Details of the bearing body or carriage or parts thereof, e.g. methods for manufacturing or assembly
    • F16C29/0604—Details of the bearing body or carriage or parts thereof, e.g. methods for manufacturing or assembly of the load bearing section

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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】 本発明は工作機械のテーブルサドル及びマシニ
ングセンターのスライド面、あるいは重量物を支
承して往復動する搬送用ロボツトのスライド面等
に使用するのに有効な直接摺動ベアリングに関す
る。
従来の直線摺動ベアリングにあつては、例えば
第２１図に示されるように、左右一対のベアリン
グレース１１２，１１３をそれぞれ固別的に固定
していたので、同時固定方式に比べ取付工程が増
加するため取付操作が煩雑になるばかりか、両ベ
アリングレース１１２，１１３を平衡させて調整
するのが困難なために、ボールの接触圧が不均一
となりがちでボールの円滑な整列循環を妨げる要
因となつていた。また従来例においては、左右一
対のベアリングレース１１２，１１３をベアリン
グ本体１１０にねじで固定していたために、固定
個所が多い場合にはその固定作業が煩雑になる不
便があつた。さらにねじによる固定方式を採用し
た場合には、ねじの締付け度合を調整するのが困
難であることから、ベアリングレース１１２，１
１３の位置決め特にベアリングレース１１２，１
１３に設けたボール転走面１１４．１１５の曲率
中心あるいはベアリングレースの垂直度を正確な
位置や度合に保持し得ず、このためベアリングレ
ース１１２，１１３と軌道台１１６のボール転走
面１１４，１１５，１１９，１２０間に介在せし
められるボールの接触圧が不均一となつてボール
の円滑な整列循環が不可能となるばかりか、ボー
ル転走面１１４，１１５，１１９，１２０に偏摩
耗を生じる等の問題点を生じていた。さらにまた
従来の直線摺動ベアリングにおいては、ベアリン
グレース１１２，１１３が板状の平板で形成され
ているために、荷重作用時にねじれを生じ易く、
この結果ベアリングレース１１２，１１３と軌道
台１１６のボール転走面１１４，１１５，１１
９，１２０間における平行度を保持し得ないこと
から、同じくボールの接触圧が不均一になる問題
点を生じていた。
そこで本発明は従来技術の斯かる問題点を解決
するためになされたもので、その目的とするとこ
ろは、側蓋に両端を係止せしめられる半円形のベ
アリングレースを単一のレース押圧体で同時押圧
することにより、ベアリングレースの同時固定を
可能となして、ベアリングレースの取付操作を簡
単なものとすると共に、その取付精度の向上を通
じてボールの円滑な整列循環を図ることにある。
その他の目的とするところは、ベアリングレース
を半円形の円弧体で形成することによつて、その
ねじれ抵抗を大幅に向上させ、これにより同じく
ボールの円滑な整列循環を保障することにある。
上記の目的を有する本発明を図示の実施例に基
づいて説明すると、１はベアリング本体の全体を
示すもので、このベアリング本体１は溝形断面の
ブロツク体よりなり、その天井部２下方に略長方
形状の中空凹所３を備えているのと同時に、この
中空凹所３を挾んでその左右にスカート部４，５
を有している。
６，７は各スカート部４，５の内面に左右対称
的に設けられ、上記中空凹所３側へ開口する半円
形のレース収納溝で、該レース収納溝６，７の円
弧状溝底の一方端すなわち前記天井部２と遠去か
る下方円弧端にはレース収納溝６，７の開口部を
横切るように突出するストツパー８，９が設けら
れている。なおO1はレース収納溝６，７の曲率
中心である。１０，１１はスカート部４，５の中
実部に穿設された、ボールと略同一の曲率を有し
ボール径より大きい径を有する円形の無負荷ボー
ル通路で、ベアリング本体１の全長にわたつて軸
方向へ設けられている。而して第４図及び第６図
に示されるように、上記の無負荷ボール通路１
０，１１は、ベアリング本体１の中心線Ｘ−Ｘに
対して角度約55度をなす交差線Ｙ−Ｙ上に位置し
ている。なお図面中符号２ａ，２ｂ，２ｃはベア
リング本体１の天井部２であつて長手方向中央に
所定の間隔を設けて穿設されたねじ穴である。
而して上記構成のベアリング本体１は合成樹脂
等の軽量部材より形成されるが、このように軽量
構造とすることによつて慣性力を小さくできるの
で、高速にて発進、停止を繰り返す必要性が大き
い直線摺動ベアリングに最適である。
１２，１３はベアリング本体１の上記レース収
納溝６，７に取付けられ、半円形の円弧体よりな
る左右一対のベアリングレースで、第４図、第１
０図及び第１１図に明示されるように、該ベアリ
ングレース１２，１３の内周面には、前記ベアリ
ング本体の無負荷ボール通路１０，１１と対応し
て軸方向へ延びる半円形の負荷ボール溝１４，１
５が形成されており、その曲率中心O2はレース
収納溝の曲率中心O1と一致している。而してこ
の負荷ボール溝１４，１５はベアリング本体１の
中心線Ｘ−Ｘに対して角度約55度をなす交差線Ｙ
−Ｙ上に対称配置されている。また上記負荷ボー
ル溝１４，１５と負荷ボールB1との接触角度β
が45度にとられている結果、荷重がかかつた際に
負荷ボールB1の表面と負荷ボール溝１４，１５
の溝面との間に生じる弾性変形による接触面積が
増すので、接触面上の各部分が受持つ荷重が少な
くてすみ、負荷能力が増大することになる。
また上記した負荷ボール溝１４，１５はボール
径の約1/2の曲率半径を有するサーキユラーアー
ク溝により構成されており、この負荷ボール溝１
４，１５をサーキユラーアーク溝によつて形成す
ることにより、プリロード（予備圧縮）をかけた
場合、あるいは各方向の荷重が加わつた状態で
も、各負荷ボールB1は接触方向に２点接触する
ため、差動すべりを生じることなく、良好なころ
がり運動をする。また重加重が負荷してもサーキ
ユラーアーク溝は２点接触のためボールは弾性変
形し、広い接触幅が得られ、剛性が増加する。さ
らに２列のサーキユラーアーク溝に適切な接触角
を与えた理想的な配置と２点接触の構造で、ボー
ルの弾性変形の逃げ場があるため、取付面の狂い
が多少あつても、ベアリング内部で吸収し無理の
ないスムースな運動が得られる。
１６は前記ベアリング本体の中空凹所３内に嵌
挿される軌道台で、ボルト等の固定手段を用いて
工作機械等の可動部または固定部に取付けられ
る。而してこの軌道台は、第４図、第１２図及び
第１３図に示されるように、左右傾斜面１７，１
８にベアリングレース１２，１３の負荷ボール溝
１４，１５と対応して軸方向へ延びる半円形の負
荷ボール溝１９，２０を有しており、該負荷ボー
ル１４，１５の曲率中心O3はレース収納溝６，
７及びベアリングレースの負荷ボール溝１４，１
５の曲率中心O1，O2と一致している。而してこ
れ等両負荷ボール溝１４，１５と１９，２０によ
つて２条の負荷ボール通路が形成される。また該
軌道台の負荷ボール溝１９，２０は、ベアリング
レース１２，１３の負荷ボール溝１４，１５と同
様に、ボール径の略1/2の曲率半径を有するサー
キユラーアーク溝によつて構成されている。さら
に当該軌道台１６の負荷ボール溝１９，２０も、
ベアリングレース１２，１３の負荷ボール溝１
４，１５と同様に、負荷ボールB1と該負荷ボー
ル溝１９，２０との接触角度β′を45度にとつて
おり、これによつて負荷能力を増大せしめてい
る。
Ｂは前記ベアリングレース１２，１３と軌道台
１６間に介在せしめられて循環移動するボール
で、ベアリングレース１２，１３および軌道台１
６の負荷ボール通路１４，１５と１９，２０内を
転動して負荷される負荷ボールB1、前記ベアリ
ング本体１の無負荷ボール通路１０，１１内を転
動する無負荷ボールB2を含んでいる。なの負荷
ボールB1と無負荷ボールB2の相違は、同一のボ
ールが負荷領域を転動しているか、または無負荷
領域を転動しているかの差異を示しているにすぎ
ない。
２１，２２はボルト等の固定手段によつて前記
ベアリング本体１の前後端面に被着される側蓋
で、合成樹脂材料またはダイカスト合金を用い
て、射出成形法またはダイカスト鋳造法により製
作される。而して第１４図乃至第１８図により、
上記側蓋２１，２２の構成の一方の側蓋２１につ
いて説明すると、断面略溝形の蓋体よりなる側蓋
２１は、その中央部に略長方形の中空凹所２３を
備えており、また該中空凹所２３を挾んでその左
右にスカート部２４，２５を設けることによつ
て、前記ベアリング本体１の内周形状と相似する
形状となつている。さらに側蓋２１は、蓋体の内
面に、蓋体の外面側へ湾曲状に窪まされたボール
方向変換溝２６ａ，２６ｂを有している。該各ボ
ール方向変換溝２６ａ，２６ｂの配置関係につい
て更に詳述すると、第１５図に示されるように、
ベアリング本体の中心線Ｘ−Ｘに対して角度約55
度をなす交差線Ｙ−Ｙ上に配置されていて、該交
差線Ｙ沿いに所定の長さで延びている。而して各
ボール方向変換溝２６ａ，２６ｂの始端はベアリ
ングレース１２，１３及び軌道台１６の負荷ボー
ル通路１４，１５，１９，２０の溝端と対応して
おり、またその終端はベアリング本体１の無負荷
ボール通路１０，１１の溝端と対応している。
要するに該各ボール方向変換溝２６ａ，２６ｂ
は、その始端を前記負荷ボール通路１４，１５，
１９，２０と連通せしめられるのと同時に、その
終端を前記無負荷ボール通路１０，１１と連通せ
しめられている。従つてこのボール方向変換溝を
備えた側蓋２１によつて、相互に対応する関係に
ある負荷ボール通路１４，１５，１９，２０と無
負荷ボール通路１０，１１の前方側が連絡され
る。一方負荷ボール通路１４，１５，１９，２０
と無負荷ボール通路１０，１１の他方側は、前記
した一方の側蓋２１と同一の構成を有する他の側
蓋２２によつて連絡すれば、例えば任意の負荷ボ
ール通路１４，１９と任意の無負荷ボール通路１
０によつてボールの循環移動通路が形成されるこ
とになる（第４図参照）。
２７，２８は側蓋２１の同じく内面に設けられ
た平面半円形のレース保持溝で、ベアリング本体
１の中心線Ｘ−Ｘに対して角度約55度をなす交差
線Ｙ−Ｙ上にその中央部が配置せしめられてい
る。而してこのレース保持溝２７，２８は、ベア
リングレース１２，１３の湾曲状端部を保持すべ
く、その断面形状は湾曲面に形成せしめられてい
る。
２９は前記ベアリング本体１の天井部２にボル
ト３０等の固定具を介して調整自在に螺着される
レース押圧体で、このレース押圧体２９は台形断
面の板状体によつて形成されるくさび体よりな
り、上記天井部２の各ねじ穴２ａ，２ｂ，２ｃに
螺挿したボルト３０によつて３点支持されてい
る。而して該レース押圧体２９のくさび面２９
ａ，２９ｂを、ベアリング本体１のレース収納溝
６，７内に取付けたベアリングレース１２，１３
の長手方向上方側面１２ａ，１３ａに当接せし
め、ねじ操作によつて斯かる状態のレース押圧体
２９を上方へ引張り上げると、レース押圧体２９
はそのくさび作用によつて相互に対向するベアリ
ングレース１２，１３の長手方向上方側面１２
ａ，１３ａ間に形成される間隙内に食込み嵌合す
る。その結果、ベアリングレース１２，１３はレ
ース押圧体２９によつてその長手方向上方側面１
２ａ，１３ａよりそれぞれ回転方向へ押圧される
ため、第４図において一方のベアリングレース１
２は反時計方向へ、また他方のベアリングレース
１３は時計方向へ押圧回転させられ、反対側にあ
る長手方向下方側面１２ｂ，１３ｂはストツパー
８，１０と当接する。この場合において、レース
収納溝６，７の曲率中心O1とベアリングレース
１２，１３に設けた負荷ボール溝１４，１５の曲
率中心O2とは完全に一致しているので、レース
押圧体２９によるベアリングレース１２，１３の
取付操作に誤差があつても、ベアリングレース１
２，１３に設けた負荷ボール溝１４，１５の曲率
中心O2位置が狂うことはない。このように本発
明においては、単一のレース押圧体２９を操作す
るだけで左右のベアリングレース１２，１３を精
度よく同時固定し得るものである。
以上の構成よりなる本発明の作用について説明
すると、例えばマシニングセンター（図示せず）
の軌道台１６に本発明の直線摺動ベアリングユニ
ツトを組み込み、ベアリング本体１上に所要の機
械器具をセツトした後、ベアリングユニツトを前
進、後退させると、ベアリングレース１２，１３
と軌道台１６の負荷ボール溝１４，１５，１９，
２０によつて形成される負荷ボール通路内で挾持
された状態にある負荷ボールB1は該負荷ボール
通路に案内されながら後方へ走行する。やがて負
荷ボールB1は側蓋２２のボール方向変換溝２６
ａ，２６ｂにより直線方向から回転方向へ方向転
換され、ベアリング本体１の無負荷ボール通路１
０，１１内に送り込まれ、無負荷ボールB2とな
る。しかる後無負荷ボール通路１０，１１内を走
行した無負荷ボールB2は反対側の側蓋２１に形
成したボール方向変換溝２６ａ，２６ｂによつて
直線方向から回転方向へ方向転換させられ、再び
ベアリングレース１２，１３と軌道台１６の負荷
ボール通路１４，１５，１９，２０内に回帰し、
負荷ボールB1となる。以後同一の動作でもつて
整列循環を繰り返すものである。
以上の構成および作用よりなる本発明の直線摺
動ベアリングにおいては、負荷ボール溝を備えた
ベアリングレースをベアリング本体と別体に形成
したので、該負荷ボール溝の研削加工や焼入れ等
の硬化処理が容易となるばかりか、加工精度の向
上や確実な熱硬化処理等を達成できることから、
ボールの長期にわたる円滑な整列循環を保障でき
る。またねじれ抵抗の大きい半円形の円弧体によ
つてベアリングレースを形成しているので、荷重
の作用時においてもベアリングレースにねじれを
生じることがなく、その結果ベアリングレース沿
いに転動移行するボールの接触圧を均一に保持し
得ることから、ボールの円滑な整列循環が可能と
なる。
さらに単一のレース押圧体を調整操作するだけ
で、側蓋の取付面に係止せしめた左右一対のベア
リングレースを同時固定できるので、従来例のよ
うな個別固定方式に比べてその取付操作が極めて
簡素化され、ベアリングユニツト全体の製作コス
トを低減し得る。さらにまた本発明の直線摺動ベ
アリングにおいては、側蓋の取付面にベアリング
レースを係止させるだけでその位置決めを完了で
き、事後の固定操作は単一のレース押圧体を調整
するだけでよいことから、複数の独立したねじの
締付け度を個別的に調整する必要性がある従来例
に比べて、調整のばらつきが少ない。従つて取付
精度の向上を期待できることから、ボールの接触
圧を均一に保持し得、この点においてもボールを
円滑に整列循環させられる効果を有する。一方レ
ース押圧体による締付け度に誤差を生じた場合に
おいても、レース収納溝と該レース収納溝に設け
たベアリングレースの負荷ボール溝とは共にその
曲率中心を一致せしめられているので、上記負荷
ボール溝の曲率中心に狂いを生じることはなく、
従つて取付誤差を生じた場合においてもボールの
接触圧が不均一になることがない等種々の効果を
有するものである。
【図面の簡単な説明】
第１図乃至第２０図は本発明に係る直線摺動ベ
アリングの実施例を示すもので、第１図は直線摺
動ベアリングの正面図、第２図は同平面図、第３
図は同側面図、第４図は一方の側蓋を取除いた直
線摺動ベアリングの正面図、第５図は第１図−
線斜断側面図、第６図はベアリング本体の正面
図、第７図は同平面図、第８図は同底面図、第９
図は同側面図、第１０図はベアリングレースの正
面図、第１１図は一方側ベアリングレースの中央
横断側面図、第１２図は軌道台の中央縦断正面
図、第１３図は同側面図、第１４図は側蓋外面を
示す正面図、第１５図は同内面を示す背面図、第
１６図は同底面図、第１７図は第１５図−
線縦断側面図、第１８図は第１５図−
線斜断端面図、第１９図はレース押圧体の中央縦
断正面図、第２０図は同平面図、第２１図は従来
の直線摺動ベアリングを示す正面図である。 符号の説明、１……ベアリング本体、２……天
井部、２ａ，２ｂ，２ｃ……ねじ穴、３，２３…
…中空凹所、４，５，２４，２５……スカート
部、６，７……レース収納溝、８，９……ストツ
パー、１０，１１……無負荷ボール通路、１２，
１３……ベアリングレース、１２ａ，１３ａ……
上方側面、１２ｂ，１３ｂ……下方側面、１４，
１５，１９，２０……負荷ボール溝（負荷ボール
通路）、１６……軌道台、２１，２２……側蓋、
２６ａ，２６ｂ……ボール方向変換溝、２７，２
８……レース保持溝、２９……レース押圧体、２
９ａ，２９ｂ……くさび面、３０……ボルト、
B1……負荷ボール、B2……無負荷ボール、O1，
O2，O3……曲率中心、β，β′……接触角度、Ｘ
……ベアリング本体の中心線、Ｙ……交差線。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 中央凹所を挾んで左右にスカート部を設けた
    溝形断面のブロツク体であつて、スカート部内面
    に中央凹所側へ開口する半円形のレース収納溝を
    設けると共に、該レース収納溝の下方円弧端にス
    トツパーを突設し、さらにスカート部にそれぞれ
    無負荷ボール通路を穿設したベアリング本体と、 上記ベアリング本体のレース収納溝内に取付け
    られる半円形の円弧体であつて、該円弧体の内面
    中心に上記レース収納溝の曲率中心と一致する曲
    率中心を有する負荷ボール溝を形成した左右一対
    のベアリングレースと、 前記ベアリング本体の天井部内面に調整自在に
    螺着されるくさび体であつて、上記各ベアリング
    レースの一方側面にそのくさび面を同時に当接せ
    しめられることにより、該各ベアリングレースを
    上記ストツパー側へ押圧するレース押圧体と、 前記ベアリング本体の中央凹所内に嵌挿され、
    前記各ベアリングレースの曲率中心と一致する曲
    率中心を有する負荷ボール溝を左右側面にそれぞ
    れ設けてなる軌道台と、 前記ベアリング本体の前後端面に固着される蓋
    体であつて、ベアリングレース及び軌道台の負荷
    ボール溝によつて形成される負荷ボール通路とベ
    アリング本体の無負荷ボール通路とを連絡するボ
    ール方向変換溝と、前記ベアリングレースの両端
    を支持するレース保持溝とを、蓋体内面にそれぞ
    れ設けた前後一対の側蓋と、 相互に連絡された負荷ボール通路と無負荷ボー
    ル通路内を循環するボールとからなることを特徴
    とする直線摺動ベアリング。 ２ ベアリング本体は軽量の合成樹脂で形成され
    ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
    載の直線摺動ベアリング。 ３ 負荷ボール通路とボールの接触角をほぼ45度
    付近にとつたことを特徴とする特許請求の範囲第
    １項記載の直線摺動ベアリング。 ４ 負荷ボール通路を形成する負荷ボール溝をサ
    ーキユラーアーク溝にて構成したことを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項又は第３項のいずれかの
    項に記載した直線摺動ベアリング。
JP58083828A 1983-05-13 1983-05-13 直線摺動ベアリング Granted JPS59212517A (ja)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58083828A JPS59212517A (ja) 1983-05-13 1983-05-13 直線摺動ベアリング
GB08411445A GB2141791B (en) 1983-05-13 1984-05-04 Linear bearing
DE19843417160 DE3417160A1 (de) 1983-05-13 1984-05-09 Lineares gleitlager
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FR8407350A FR2545893B1 (fr) 1983-05-13 1984-05-11 Portee a coulissement lineaire
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