JPS6148022B2 - - Google Patents

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JPS6148022B2
JPS6148022B2 JP58092018A JP9201883A JPS6148022B2 JP S6148022 B2 JPS6148022 B2 JP S6148022B2 JP 58092018 A JP58092018 A JP 58092018A JP 9201883 A JP9201883 A JP 9201883A JP S6148022 B2 JPS6148022 B2 JP S6148022B2
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JP
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bearing
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groove
ball
load ball
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Priority to FR8408137A priority patent/FR2546587B1/fr
Priority to IT21117/84A priority patent/IT1174553B/it
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Publication of JPS6148022B2 publication Critical patent/JPS6148022B2/ja
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    • 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
    • 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
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    • F16C29/0602Details of the bearing body or carriage or parts thereof, e.g. methods for manufacturing or assembly
    • F16C29/0604Details of the bearing body or carriage or parts thereof, e.g. methods for manufacturing or assembly of the load bearing section
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C29/12Arrangements for adjusting play

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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線摺動ベアリング、特に
自動調心機能を備えたものに関する。
従来の直線摺動ベアリングにおいては、例えば
第21図に示すように、ベアリング本体110の
長手方向凹溝111,112内に同じく長手方向
に延びる長方形断面のベアリングレース113,
114を嵌挿して各ベアリングレース113,1
14をボルト115等でねじ止めし、各ベアリン
グレース113,114の負荷ボール溝116,
117と軌道台118の負荷ボール溝119,1
20とによつて負荷ボール通路を形成すると共
に、該負荷ボール通路116,117,119,
120と無負荷ボール通路とを相互連絡してその
通路内でボールを整列循環させ、これによりベア
リング本体110の直線摺動を行つていた。
ところで上記構成の直線摺動ベアリングを用い
て例えば搬送用ロボツトを構成する場合、搬送作
業の範囲を拡大する必要上、複数本の軌道台11
8を長手方向へ同軸的に敷設延長するのが一般的
である。然しながら軌道台118の敷設距離が長
いような場合には、取付誤差その他の原因によつ
て相互連結される各軌道台118,……………の
中心軸が同一直線上において一致せず、各軌道台
118,……………が横へ曲がつたり又は上方へ
浮上がつたりする曲がりを生じることができる。
斯かる場合に、従来例の構成によると、ベアリン
グレース113,114の上面113a,114
a及び背面113b,114bがそれぞれベアリ
ング本体110の凹溝111,112壁面に密接
固定されていることから、ベアリング本体110
が軌道台118,……………の曲がり部を通過す
る際のボールの接触圧が局部的に増加して負荷ボ
ール溝116,117,119,120の溝面に
圧痕を生じたり、あるいは軌道台118,………
……の曲がり部を通過する際のベアリング本体の
摺動抵抗が増加してベアリング本体110の円滑
な直線摺動運動を保障し得ない等の不都合を生じ
ていた。
そこで本発明は従来技術の欠点を解決するため
になされたもので、ベアリング本体のレース収納
溝内において樽形状の外観を呈するベアリングレ
ースを相対揺動可能に保持することにより、軌道
台の上下、左右方向への曲がりに応じてベアリン
グレースの方向をこれに追従させられるようにな
し、もつてベアリングレースの自動調心機能を備
えた直線摺動ベアリングを提供することにある。
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、上間中空凹所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
る円弧下方端にはレース収納機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はレース収納機6,7の曲率
中心で、ベアリング本体1の中心軸線X1−X1
角度約55度をなす交差線Y1−Y1上に設定されて
いる。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3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10,11
は、ベアリング本体1の中心軸線X1−X1に対し
て角度約55度をなす交差線Y1−Y1上に位置して
いる。なお図面中符号2a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が小さくできるの
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、半円弧体よりなる左右
一対のベアリングレースで、第3図、第10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の内側面には、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14,15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O2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の中心軸
線X1−X1と一致する中心軸線X2−X2に対して角
度約55度をなす交差線Y2−Y2上にその曲率中心
O2を設定されている。また上記負荷ボール溝1
4,15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点接続する
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。
さらに上記ベアリングレース12,13の外周
面は、第4図、第5図及び第10図に示すよう
に、樽形の外観形状を有しており、平坦面よりな
るレース収納溝6,7と樽形状のベアリングレー
ス12,13の端部との間には縦方向間隙θ
θと横方向間隙θ,θが形成されるので、
ベアリング本体1のレース収納溝6,7に対し
て、ベアリングレース12,13はその中央部を
支点にして上下、左右へ相対的な揺動運動を行
う。従つて後記する軌道台16に曲がりを生じて
いる場合においても、この曲がり部を通過する際
にその曲がり度合に応じて、ベアリングレース1
2,13が軌道台16の曲がり方向へ方向転換し
て追従し、次いで軌道台16の正常な直線部へ到
達すると再び方向転換して正常方向へ復帰するこ
とにより、その中心軸線X2−X2の軌道台16の
中心軸線X3−X3と一致させるものである。この
ようにして本発明に係る直線摺動ベアリングの調
心作用が行なわれる。
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3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
ル溝19,20の曲率中心O3はベアリング本体
1の中心軸線X1−X1と一致する中心軸線X3−X3
と角度約55度をなす交差線Y3−Y3上であり、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14,15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14,15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。なお、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の構成を一方の側蓋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軸線X1−X1と一致する中
心軸線X4−X4に対して角度約55度をなす交差線
Y4−Y4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1
2,13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1
0,11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3図参照)。
27,38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、側蓋22の中心
軸線X4−X4に対して角度約55度をなす交差線Y4
−Y4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の上下、左右揺動を可能にす
べく、レース端部より大きな半径距離を有してい
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に螺挿したボル
ト30によつて支持されている。而して該レース
押圧体29のくさび面29a,29bを、ベアリ
ング本体1のレース収納機6,7内に取付けたベ
アリングレース12,13の長手方向上方内側面
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
の長手方向上方内側面12a,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内側面12a,13aをそれ
ぞれ回転方向へ押圧されるため、第3図において
一方のベアリングレース12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内側面
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12,13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12,13を一体的に固定し得るもので
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内に送り込まれる。無負荷ボールB2
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。
ここで軌道台16が左右方向や上下方向へ曲が
つている場合においても、レース押圧体29によ
つて一体化されている左右一対のベアリングレー
ス12,13は、レース収納溝6,7との間に形
成される間隙θ,θとθ,θ分だけ、軌
道台16の曲がり方向へ方向転換してこれに追従
する。而して軌道台16の上下、左右の曲がり部
を通過した後においては、再び軌道台16の正常
な直線部に沿つて方向転換し、正常な方向へ追従
することによつて、ベアリングレースの中心軸線
X2−X2を軌道台16の中心軸線X3−X3に対して
一致せしめ、これにより調心作用を完了するもの
である。なお軌道台16の曲がり部を通過する際
におけるベアリングレース12,13の方向転換
については、軌道台16の曲がりが上下方向に生
じている場合には、ベアリング本体1に固定され
たレース押圧体29に対して、左右一対のベアリ
ングレース12,13がその中央部を支点として
相対的に上下揺動することによつて達成される。
一方軌道台16の曲がりが左右方向に生じている
場合には、ベアリング本体1への接続部すなわち
ねじ穴2a位置を支点して、レース押圧体29及
びこれによつて一体化された左右一対のベアリン
グレース12,13が一括的に左右揺動すること
によりその方向転換が行われる。
以上の構成及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、ベアリング本体のレース
収納溝内において樽形の外観を有するベアリング
レースを相対揺動可能に保持しているので、軌道
台の上下、左右方向への曲がりに応じてベアリン
グレースの方向を追従させることができる。従つ
て軌道台の曲がり部を通過する際におけるボール
の接触圧の局部的増加を防止できるばかりでな
く、ベアリング本体の摺動抵抗も減少させ得、こ
れによつて負荷ボール通路の安全性とベアリング
本体の円滑な摺動を保障し得る効果がある。また
ねじれ抵抗の大きい半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、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。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ともにその曲率中心を
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
図は一方の側蓋を取除いた直線摺動ベアリングの
正面図、第4図は第1図−線斜断側面図、第
5図は第3図−線横断平面図、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……ベアリング体、2……天井
部、2a……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、10,1
1……無負荷ボール通路、12,13……ベアリ
ングレース、12a,13a……上方側面、12
b,13b……下方側面、14,15,19,2
0……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、27,28……レース保
持溝、29……レース押圧体、29a,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、X1,X2,X3,X4……中心軸線、Y1,Y2
Y4……交差線、β,β′……接触角度、θ……
間隙(縦方向)、θ……間隙(横方向)。

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、該レース収納溝の円弧下方端にス
    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相対揺
    動可能に取付けられる樽形状の外周面を有する半
    円弧体であつて、該半円弧体の内側面中心に上記
    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
    レースの一方内側面にそのくさび面を同時当接せ
    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負荷ボール溝の曲率中
    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。
JP58092018A 1983-05-26 1983-05-26 直線摺動ベアリング Granted JPS59219520A (ja)

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DE19843419434 DE3419434A1 (de) 1983-05-26 1984-05-24 Lineares gleitlager
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GB2142098A (en) 1985-01-09
KR840008948A (ko) 1984-12-20
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IT1174553B (it) 1987-07-01

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