JPS6159017A

JPS6159017A - 直線運動ロ−ラ−ベアリング

Info

Publication number: JPS6159017A
Application number: JP17937084A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Teramachi; 博寺町
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-08-30
Filing date: 1984-08-30
Publication date: 1986-03-26
Also published as: JPS6223168B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は工作機械のテーブルサドルおよびマシニングセ
ンターのスライド面、あるいは重量物を支承して往復動
する搬送用ロボットのスライド面等に使用するのに有効
な直線運動ローラーベアリングに関する。

（従来の技術）従来のこの種直線運動ローラーベアリングにあっては、
略台形状の軌道台に１条の円筒ローラーを介在させて溝
形断面のベアリング本体を摺動自在に搭載していた。

（発明が）（］イ決しようとする問題点）Ｉ斯かる従来
例の構成によると、浮上がシ方向荷重やラジアル方向荷
重に十分対抗し得ない欠点があった。

また、ベアリングの負荷能力を増大させるため、軌道台
とベアリング本体との間に複数条の円筒ローラーを介在
させる場曾には、それら軌道台およびベアリング本体に
複数条のローラー転走溝を形成しなければならないが、
この場合、特にベアリング本体の凹部内周に複数条のロ
ーラー転走溝を旋削加工、研削加工等によυそれぞれ個
別に溝加工して３ｈ成するのは、加工々程数が多くなっ
て作業能率が悪くなり、製造費の高騰を招く。謳らに、
ローラーのスキニー（ローラーの倒れ）を防止して滑ら
かな転勤を保証するため、一般に、ベアリング本体に、
ローラーの横幅よシも多少大きめの幅の深溝を穿設して
ローラー転走溝を形成して溝−側面によりローラーの倒
れを防止するとともにその転勤を案内しているので、溝
幅の寸法ｆｉ７度が悪いとローラー側面と溝側面との摺
動抵抗が増大した９、あるいは逆にそれらの間の間隙が
大きくなりすぎてローラーの円滑な転勤を妨げることに
なシ、従って溝加工には高い加工精度が要求される。

その上、軌道台およびベアリング本体の双方に形成され
る互に対面するローラー転走溝の位置が多少でもずれる
と、それらローラー転走溝間に配置されるローラーに偏
荷重が作用したり、あるいはローラーとローラー転走溝
との間の摺動抵抗が増大するので、ローラー転走溝の形
成位置も高い精度が要求される。

また、ベアリング本体および軌道台のテーブルやベッド
への取付面の平行度誤差や、モーメント荷重、ベアリン
グを取付けた機械本体の負荷による捩れ等によりローラ
ーがローラー転走溝に対して片当すしてその円滑な転勤
が妨げられ、あるいはベアリング本体および軌道台の負
１ノ丁ローラー転走面間に介在される全ローラーのうち
の一部のみが該負荷ローラー転走面と接触して高い接触
圧を発生してローラーの寿命が著しく短かくなる。

そこで本発明は、上記従来技術の欠点を解決するためＫ
なされたもので、その目的とするところは、浮上シ方向
荷重やラジアル方向荷重のみならず、あらゆる方向から
の荷Ｍを支承でき、且つベアリング本体のローラー転走
面の加工々程叡を可及的に減少させるとともに、ローラ
ー転走面の加工精度をそれ程上げなくてもローラーの円
滑な転勤を保証しうるようにして作業能率を著しく向上
させてコストダウンを図り、さらにローラーの寿命を著
しく増大させることにある。

（問題点を解決するための手段）上記目的を達成するため、本発明にあっては、ベアリン
グ本体の中央凹所内周面に２条の断面略半円形状の凹溝
を長手方向へ対称的に形成してその溝面に、軌道台の負
荷ローラー転走面に対面させで２条の負荷ローラー転走
面を形成し、各凹溝に設けた２条の負荷ローラー転走面
とこれに対応する軌道台の負荷ローラー転走面間に２列
の球面ローラーを介在させ、且つ前記ベアリング本体に
形成される無負荷ローラー転走路を、前記負荷ローラー
転走面間を転動するローラーの接触角方向線上に配置し
た。

（実施例）以下、添付図面を参照して本発明に係る直線運動ローラ
ーベアリングの実施例について説明する。

まず、第１図乃至第１７図には本発明の第一実施例が示
されている。第１図乃至第８図において、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は剛
性を有するととも切削、研削加工や表面硬化処理等の容
易な鋼材等よりなる溝形断面のブロック体よシなシ、そ
の中央下方に略長方形状の中央凹所２を備えているのと
同時に、この中央凹所２を挾んでその左右にスカート部
３゜４を有している。

各スカート部３，４の内側には、略半円形１所面の凹Ｍ
’＃　５　、６が左右対称的に長手方向に沿って形成さ
れ、またスカート部３．４の中実部にはローラーの横ｉ
ｕよりも大きな直径を有する略円形断面の貫通孔７〜１
０が長手方向に穿設されている。

而して２ｇ３図および第６図に示されるように、上記の
貫通孔７〜１０は、後述する軌道台の作用力線Ｘ−Ｘに
対して角度３０度をなす基準線Ｙ−Ｙと角度６０度で交
差する交差線ｚ上に位置している０第３図および第６図に示されるように、ベアリング本体
１の上記各凹溝５，６の円弧状の内周面には、その長手
方向に沿って２条の負荷ローラー転走面１３〜１６が形
成され、これらの負荷ローラー転走面１３〜１６には高
周波焼入れ等によシ表面硬化処理が施されている。この
ように、ベアリング本体１に断面略半円形の凹溝５，６
を形成して、その円弧状の内周面の一部を負荷ローラー
転走面１３〜１６として使用しているの、で、簡単な治
具を付けた内面研削盤を用いて１回の凹溝５あるいは６
の溝加工４よ・９２条の負荷ローラー転走面１３．１４
あるいは１５．１６を同時に能率良く作成することがで
きるとともにそれら負荷転走面の両端部のクラウニング
加工も簡単に行なうことができ、従って負荷ローラー転
走面を個別に溝加工して作成する場合に紋べて作業能率
を大幅に向上させることができる。

また、この第−実施例では、負荷ローラー用転走面１３
〜１６は軌道台１８の作用力線Ｘ−Ｘに対して角度３０
度をなす基準線Ｙ−Ｙと角度６０度で交差する交差線Ｚ
上に対称配置されている。

ベアリング本体１の前記貫通孔７〜１０には、合成樹脂
やアルミニウム等からなる管状体７ａ〜１０ａが挿入さ
れ、それら・各管状体７ａ〜１０ａの外周形状は前記貫
通孔７〜１０の断面形状に略等しく、またその内周面に
は、横断面略矩形状の無負荷ローラー転走路７ｂ〜１０
ｂが形成されている。第５図から明らかなように、各無
負荷ローラー転走路７ｂ〜１０ｂとベアリング本体１内
周の負荷ローラー転走面１３〜１６との間の部分はロー
ラーの転勤を円滑にするため丸みを付されている。また
、ベアリング本体１に、管状体７ａ〜１０ａ挿入用の大
きめの貫通孔７〜１ｏを穿設する際には、貫通孔７〜１
０の加工精度は低くてもよいので穴明は加工の作業能率
が良い。さらに、管状体７ａ〜１０ａを鋼材等に較べて
柔らかい合成樹脂やアルミニウムから形成することにょ
シ、管状体７ａ〜１０ａ内の無負荷ローラー転走路７ｂ
〜１０ｂをローラーが転動する際の騒音を大幅に減少さ
せることができる。

１８は前記ベアリング本体１の中空凹所２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２図、第１０図及び第１１図に示されるように、
左右突条１８ａ。

１８ｂの上下端に凹溝５，６の負荷ローラー転走面１３
〜１６と対応して軸方向へ延びる負荷ローラー転走面１
９〜２２を有しており、これ等両負荷ローラー転走面１
３〜１６．１９〜２２によって４条の直線状の負荷ロー
ラー通路が形成されている。さらに軌道台１８の負荷ロ
ーラー転走面１９〜２２も、第１図および第３図に示す
ように、凹溝５，６の負荷ローラー転走面１３〜１６と
同様に、負荷ローラーＢ、と該負荷ローラー転走面１９
〜２２との接触角度β１．β２（ベアリング本体の垂直
な中心軸線Ｏに直交する基準面Ｐと負荷ローラーＢの接
触角方向線ｔとのなす角度）はそれぞれ９０度および３
０度になっている。

１３は前記ベアリング本体１と軌道台１８間に介在せし
められて循環移動する樽形の球面ローラーで、ベアリン
グ本体１および軌道台１８の負荷ローラー転走面１３〜
１６と１９〜２２内を転動して負荷される負荷ローラー
Ｂ１、前記ベアリング本体１の無負荷ローラー転走路７
ｂ〜１０ｂ内を転動する無負荷ローラーＢ、を含んでい
る。なお負荷ローラーＢ、と無負荷ローラーＢ２の相違
は、同一のローラー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。また、ローラーＢの球形外面の曲率は円弧状の
負荷ローラー転走面１９〜２２の曲率よシもやや大きく
なっている。

２３．２４はボルト等の固定手段によって前記ベアリン
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
１７図により、上記側蓋２３．２４の構成を一方の側蓋
２３について説明すると、断面略溝形の蓋体よりなる側
蓋２３は、その中央部に略長方形の中空凹所２５を備え
ており、また該中空凹所２５を挾んでその左右にスカー
ト部２６．２７を設けているのと同時に、該各スカート
部の内周端縁に左右対称の凹溝２８，２９を形成するこ
とによって、前記ベアリング本体１の内周形状と相似す
る形状となっている。さらに側蓋２３は、蓋体の内面に
、蓋体の外面側へ湾曲状に１まされたローラ一方向変換
溝３０　ａ’　３０　ａ’と３０ｂ’、３０ｂ’を有し
ている。該各ローラ一方向変換溝３０　ａ’　、　３０
　ａ”と３０ｂ’、３Ｑｂ’の配置関係について更に詳
述すると、これらローラ一方向変換溝３０ａ’、３０ａ
”、３０ｂ’、３０ｂ”は、第１５図に示されるように
、軌道台１８の作用力線Ｘ−Ｘに対して角度３０度をな
す基準線Ｙ−Ｙと角度６０度で又差する又差線２上に配
置されていて、諸父差線Ｚ沿いに所定の長さで延びてい
る。而して各ローラ一方向変換溝３０　ａ’　、　３　
Ｑ　ａ”、　３０ｂ’　、３０ｂ’の始端はベアリング
レース１１．１２および軌道台１８の負荷ローラー転走
面１３〜１６．１９〜２２の端部と対応しておシ、また
その終端はベアリング本体１の無負荷ローラー転走路７
ｂ〜１０ｂの溝端と対応している。

要するに該ローラ一方向変換？４３０　ａ’、　３０　
ａ’と３０ｂ’、３０ｂ“は、その始端を前記負荷ロー
ラー転走面１３〜１６．１９〜２２と連通せしめられる
と同時に、その終端を前記無負荷ローラー転走路７ｂ〜
１０ｂと連通せしめられている。従ってこのローラ一方
向変換溝を備えた側蓋２３によって、相互に対応する関
係にある負荷ローラー転走面１：３〜１６．１９〜２２
と無負荷ローラー転　　□走路７ｂ〜１０ｂの前方側が
連絡される。−万負荷ローラー転走面１３〜１６．１９
〜２２と無負荷ローラー転走路７ｂ〜１０ｂの他方側は
、前記した一方の側蓋２３と同一の構成を有する他の側
蓋２４によって連絡すれば、例えば任意の負荷ローラー
転走＋ｔＭ　１３　、１９と任意の無負荷ローラー転走
路７ｂ〜１０ｂによってローラーの循環移動通路が形成
されることになる（第５図参照）。

３３．３４は側蓋２３の内面に設けられた、後述するリ
テーナの断面形状と同形状の係上溝で、この係上溝３３
．３４はそのＵ字状部において前記ローラ一方向変換ｒ
０３０　ａ’　、　３０　ａ“、”３０ｂ’　。

３０ｂ’の始端を横切るように形成されている。他方の
側蓋２４の内面にも同一のＵｉ成を有するレース保持溝
３１．３２と係止ｊ１４３３　、３４が設けられている
。

３５．３６は負荷ボールＢ、の転動移行を案内する左、
右各一対のリテーナで、帯状鋼板をペアリンに本体１の
凹ＩＫｊ　５　、６内周面に沿う円弧状に湾曲させると
ともに長手方向に沿って断面略Ｕ字状のローラー保持部
３５ａ、３６ａが折曲して形成され、そのローラー保持
部３５　ａ　、　３（５ａの底面にはローラーＢが脱落
しない程度のスリット３５ｂ。

３６ｂが形成されているのと同時に、これ等スリットの
両端には舌片３５ｃ、３６ｃが形成されている。これ等
舌片３５９，３６ｃは、負荷ローラー転走面１３〜１６
　、１．９〜２２を転勤移行してきたローラーを掬い上
げた後、これをボール方向変換ｔ；　３０　ａ’　、　
３０　ａ’と３０ｈ’、３０ｂ”内へ送り込む作用をな
し、直線方向から回転方向へのローラ一方向転換をスノ
・−ズに行わせるものである。

また、ローラー保持部３５ａ　、３６ａはローラーＢの
横幅と略等しい間隔を置いて対設された一対の側壁３５
ｄ、３５ｄ；３６ｄ、３６ｄを有し、これら側壁３５ｄ
、３５ｄ；３６ｄ、３５ｄによりローラーＢの転Ｍ１を
案内するとともにそのスキュー（中心軸ぶれ）を防止し
ている。而してこれらのリテーナ３５．３６はその両端
部を前記側蓋２３．２４の係止溝３３，３４．・・・に
係合せしめられ、これによって側蓋２３，２４に固定さ
れる。

前述したように、これ等舌片３５ｃ、３６ｃはローラー
を直線方向から回転方向へＶｊ　１４’ｐする作用をな
すので、その強度および剛性が非常にＭ要であリ、この
ためリテーナ３５．３６にタフトライド処理等の熱処理
を施すことによって１ｉ’ｉｌｌ性をもたせるのが望ま
しい。

そして、リテーナ３５．３６をベアリング本体１内に低
挿し、その両端を側Ｍ２３．２４で固定した際、前記ス
リン）３５ｂ、３６ｂの中心軸線と前記負荷ローラー転
走面１３〜１６．１９〜２２の中心軸線は同一直線上に
あるものとする０以上の構成よりなる本発明の作用につ
いて説明スルト、例えばマシニングセンター（図示せず
）の軌道台１８に本発明の直線運動ベアリングユニット
を組み込み、ベアリング本体１上に所要の機械器具をセ
ットした後、ベアリングユニットを前進、後退させると
、ベアリング本体１と軌道台１８の負荷ローラー転走面
１３〜１６と１９〜２２によって挾持された状態にある
負荷ローラーＢ、はり１　　テーナ３５，３６によりス
キューを防止されながら一方向へ走行する。やがて負荷
ローラーＢ１は、リテーナ３５．３６の一方側舌片３５
ｃ、３６ｃにより掬い上げられた後、側蓋２４のローラ
一方向変換１’＋１３０　ａ’　、　３０　ａ’と３０
　ｂ’　、　３０　ｂ”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の無負荷ローラー転走
路７ｂ〜１０ｂ内に送り込まれ、無負荷ボールＢ、とな
る。この際各ローラ一方向転換溝は負荷ローラーＢ１の
接触角方向ｉ１　ｔに沿って形成されているので、負荷
ローラーＢ、の方向転換は横滑り等を生ずることなく極
めてスムーズに行なわれる。しかる後無負荷ローラー転
走路７ｂ〜１０ｂ内を走行した無負荷ローラーＢ２は反
対側の側蓋２３に形成したローラ一方向変換溝３０ａ’
、３０ａ“ト３０　ｂ’　、　３０　ｂ“によって直線
方向から回転方向へ方向転換させられ、再びベアリング
本体１と軌道台１８の負荷ローラー転走面１３〜１６．
１９〜２２内に回帰し、負荷？−ルＢ１となる。以後、
同一の動作でもって整列循環を繰り返すものである。

尚、以上の実施例の説明では、無負荷ローラー転走路７
ｂ〜１０ｂを管状体７ａ〜１０ａの内周面により形成し
た場合について述べたが、無負荷ローラー転走路７ｂ〜
１０ｂはベアリング本体１に直接穿設して形成してもよ
い。

第１８図は本発明の第二実施例を示しており、前記第一
実施例と同様の部材には同一の符号を付した。この実施
例では、ベアリング本体１および軌道台１８の負荷ロー
ラー転走面１３〜１６゜１９〜２２は軌道台１８の作用
力線Ｘ−Ｘに対して角度４５匣で交差する交差線２′上
に対称配置されており、負荷ローラーＢ１と該負荷ロー
ラー転走面１３〜１６．１９〜２２との接触角度β、β
。

（ベアリング本体１の垂直な中心軸線Ｏに直交する基準
面Ｐと負荷ローラーＢの接触角方向線ｔ′とのなす角度
）は略４５度になっている。また、ベアリング本体１に
穿設された貫通孔７〜１０は前記交差線Ｚ′上に位置し
ている。而して、この実施例では、負荷ローラー転走ｕ
′ｆ１１３〜１６．１９〜２２間に介在される負荷ロー
ラーＢ、の接触角を略４５度に設定したので、浮上り方
向荷重やラソアル方向荷重のみならず、あらゆる方向か
らの荷重を等しく支承できる。この実施例の上記以外の
構成および作用は前＋Ａ；第一実施例と略同様である。

（発明の効果）本発明は以上の構成および作用からなるもので、ベアリ
ング本体および軌道台の負荷ローラー転走面間に介在さ
れる左右各２列の球面ローラーによって浮上り方向荷重
やラソアル方向荷■のみならず、あらゆる方向からの荷
重を十分に支承できる。

また、ベアリング本体に形成した断面略半円形状の凹溝
の円弧状内周面に負荷ローラー転走面を設けたので、簡
単な治具を付けた内面°研削盤等を用いて凹溝を１回作
成するだけで２灸の負荷ローラー転走面を同時に極めて
能率良く形成することができるとともにそれら負荷転走
面の両端部のクラクニング加工も簡単に行なうことがで
き、従って従来のように、負荷ローラー転走面を個別に
作成する場合に較べて溝加工々程数が半分で済むため作
業能率を大幅に向上させてコストダウンを図ることがで
きる。さらに、凹溝の円弧状内周面の一部を負荷ローラ
ー転走面として用いているので、該負荷ローラー転走面
の形成位置のずれ、ベアリング本体訃よび軌道台のテー
ブルやベッドへの取何面の平行度誤差、ベアリングを取
げけた機械本体の大荷重による捩れや変形等が生じたと
しても、球面ローラーの自動調整作用により該球面ロー
ラーはベアリング本体および軌道台の負荷ローラー転走
面に対して片当シするようなことはなく、常に該負荷ロ
ーラー転走面にそれらの全長に亘ってそれぞれ線桜触し
、従って無理なく大荷重にも耐えられるとともに円滑に
転勤することができ、ａ−ラーの寿命を大幅に延ばすこ
とができる。またベアリング本体側の負荷ローラー転走
面の形成位置の精度をそれ程上げる必要はないので、負
荷ローラー転走面の作成が容易になり作業能率の向上に
寄与する。さらにまたベアリング本体に形成される無負
荷し一う−転走路を負荷ローラー転走面を転勤するロー
ラーの接触角方向線上に配置したノテ、ローラーが負荷
ローラー転走面から無負荷ローラー転走路へ、あるいは
逆方向に移動する際に、横Ｃけり等を生じることなくス
ノ・−ズに移動方向の転４ＦＳを行なうことができ、従
ってローラーに無理な荷重が加わるようなことはないの
でローラーの耐久性を更に向上し得るものである。

【図面の簡単な説明】

図は本発明に係る直線運！ＩＩｅ）ローラーベアリング
の実施例を示すもので、第１図乃至第１７図は本発明の
第一実施例を表わし、第１図は全体正面図、第２図は全
体何１面図、第３図は第２図口１−用線断面図、第４図
は第３図■−■線断面図、第５図は第３図ｖ−ｖ線１析
面図、第６図はベアリング本体の正面図、第７ｔ＋はベ
アリング本体の平面図、第８図は第６図■−〜■線断面
図、第９図は管状体の縦断面図、第１０図は管状体の正
面図、第１１図は保持器の正面図、第１２図は保持器の
側面図、第１３図は第１２図Ｘ■−■　線断面図、第１
４図は（！ｌＩ蓋の平面図、第１５図は細断の正面図、
第１６図は第１５図謀−■線断面図、第１７図（よ第１
５図淘−溜線断面図、第１８区は本発明の第二実施例を
表わす、第３図と同様の断面図である。１・・・ベアリング本体　　２・・・中央凹所３．４・
・・スカート部　　５，６・・・凹溝７〜１０・・・連
通孔　　　７ａ〜１０ａ・・・管状体７ｂ〜１０ｂ・・
・無負荷ローラー転走路１３〜１６．１９〜２２　・・
・負荷ローラー転走面３５．３６・・・リテーナ

Claims

【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有するベア
リング本体をローラーを介して軌道台に摺動可能に嵌合
してなる直線運動ローラーベアリングにおいて、前記ベ
アリング本体の内周両側面に２条の断面略半円形状の凹
溝を長手方向へ対称的に形成してその溝面に、前記軌道
台の負荷ローラー転走面に対面させて２条の負荷ローラ
ー転走面を形成し、各凹溝に設けた２条の負荷ローラー
転走面とこれに対応する軌道台の負荷ローラー転走面間
に２列の球面ローラーを介在させ、且つ前記ベアリング
本体に形成される無負荷ローラー転走路を、前記負荷ロ
ーラー転走面間を転動する球面ローラーの接触角方向線
上に配置したことを特徴とする直線摺動ローラーベアリ
ング。
（２）前記ベアリング本体に、前記球面ローラーの接触
角方向線上において長手方向に延びる４条の貫通孔を形
成し、それら各貫通孔に、内周面に前記無負荷ローラー
転走路を有する管状体を挿入したことを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の直線運動ローラーベアリング。
（３）前記ベアリング本体の各凹溝の内周面に、断面略
半円弧状のリテーナを長手方向に沿つて設け、該リテー
ナに長手方向に延びるローラー保持部をその半径方向内
側へ突設し、そのローラー保持部の両側壁により球面ロ
ーラーの両側面を案内保持するようにしたことを特徴と
する特許請求の範囲第１項あるいは第２項記載の直接運
動ローラーベアリング。