JPS6223168B2

JPS6223168B2 -

Info

Publication number: JPS6223168B2
Application number: JP17937084A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Teramachi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-08-30
Filing date: 1984-08-30
Publication date: 1987-05-21
Also published as: JPS6159017A

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ツトのスライド面
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
つては、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。

（発明が解決しようとする問題点）斯かる従来例の構成によると、浮上がり方向荷
重やラジアル方向荷重に十分対抗し得ない欠点が
あつた。

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合には、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円周に複数条のローラー転走
溝を旋削加工、研削加工等によりそれぞれ個別に
溝加工して形成するのは、加工々程数が多くなつ
て作業能率が悪くなり、製造費の高騰を招く。さ
らに、ローラーのスキユー（ローラーの倒れ）を
防止して滑らかな転動を保証するため、一般に、
ベアリング本体に、ローラーの横幅よりも多少大
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
もにその転動を案内しているので、溝幅の寸法精
度が悪いとローラー側面と溝側面の摺動抵抗が増
大したり、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動を妨げること
になり、従つ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
やベツ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
て片当りしてその円滑な転動が妨げられ、あるい
は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
るためになされたもので、その目的とするところ
は、浮上り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重を支承でき、且つベ
アリング本体のローラー転走面の加工々程数を可
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
動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、本発明にあつては、
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
る溝形断面のブロツク体よりなり、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、略半円形断面
の凹溝５，６が左右対称的に長手方向に沿つて形
成され、またスカート部３，４の中実部にはロー
ラーの横軸よりも大きな直径を有する略円形断面
の貫通孔７〜１０が長手方向に穿設されている。
而して第３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。

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、その長手方向に沿つて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り
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の溝加工により２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、従つ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較べて作業能率を大幅
に向上させることができる。

また、この第一実施例では、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〜１０ｂ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
ローラーの転動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７〜１０を穿設す
る際には、貫通孔７〜１０の加工精度は低くても
よいので穴明け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より、
管状体７ａ〜１０ａ内の無負荷ローラー転走路７
ｂ〜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，１
８ｂ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１９〜２２を有しており、これ等両負荷
ローラー転走面１３〜１６，１９〜２２によつて
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B₁と該負荷ローラー転走面１
９〜２２との接触角度β_１，β_２（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ｌとのなす角度）はそ
れぞれ90度および30度になつている。

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７ｂ〜１０ｂ内
を転動する無負荷ローラーB₂を含んでいる。な
お負荷ローラーB₁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の曲率よりもやや大きくなつている。

２３，２４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央凹所２５を
備えており、また該中央凹所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２３は、蓋体の内面に、蓋体の外
面側へ湾曲状に窪まされたローラー方向変換溝３
０a′，３０a″と３０b′，３０b″を有している。該
各ローラー方向変換溝３０a′，３０a″と３０b′，
３０b″の配置関係について更に詳述すると、こ
れらローラー方向変換溝３０a′，３０a″，３０
b′，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度で交差する交差線Ｚ上に
配置されていて、該交差線Ｚ沿いに所定の長さで
延びている。而して各ローラー方向変換溝３０
a′，３０a″，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
ており、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７ｂ〜１０ｂの溝端と対応して
いる。

要するに該ローラー方向変換溝３０a′，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
つてこのローラー方向変換溝を備えた側蓋２３に
よつて、相互に対応する関係にある負荷ローラー
転走面１３〜１６，１９〜２２と無負荷ローラー
転走路７ｂ〜１０ｂの前方側が連絡される。一方
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によつて連絡すれば、例えば任意の負荷
ローラー転走面１３，１９と任意の無負荷ローラ
ー転走路７ｂ〜１０ｂによつ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止溝で、
この係止溝３３，３４はそのＵ字状部において前
記ローラー方向変換溝３０a′，３０a″，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の内面にも同一の構成を有するレ
ース保持溝３１，３２と係止溝３３，３４が設け
られている。

３５，３６は負荷ボールB₁の転動移行を案内
する左、右各一対のリテーナで、帯状鋼板をベア
リング本体１の凹溝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つて断面略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３５ａ，３６ａの底
面にはローラーＢが脱落しない程度のスリツト３
５ｂ，３６ｂが形成されているのと同時に、これ
等スリツトの両端には舌片３５ｃ，３６ｃが形成
されている。これ等舌片３５ｃ，３６ｃは、負荷
ローラー転走面１３〜１６，１９〜２２を転動移
行してきたローラーを掬い上げた後、これをボー
ル方向変換溝３０a′，３０a″と３０b′，３０b″内
へ送り込む作用をなし、直線方向から回転方向へ
のローラー方向転換をスムー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の横軸と略等しい間隔を置いて対設され
た一対の側壁３５ｄ，３５ｄ；３６ｄ，３６ｄを
有し、これら側壁３５ｄ，３５ｄ；３６ｄ，３６
ｄによりローラーＢの転動を案内するとともにそ
のスキユー（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、これによつて側蓋２３，２４に
固定される。前述したように、これ等舌片３５
ｃ，３６ｃはローラーを直線方向から回転方向へ
誘導する作用をなすので、その強度および剛性が
非常に重要であり、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つ
て剛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内に嵌挿し、その両端を側蓋２３，２４で固定
した際、前記スリツト３５ｂ，３６ｂの中心軸線
と前記負荷ローラー転走面１３〜１６，１９〜２
２の中心軸線は同一直線上にあるものとする。

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１８に本発明の直線運動ベアリングユニ
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、ベアリング本体１と軌道台１
８の負荷ローラー転走面１３〜１６と１９〜２２
によつて挾持された状態にある負荷ローラーB₁
はリテーナ３５，３６によりスキユーを防止され
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
ローラー方向変換溝３０a′，３０a″と３０b′，３
０b″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７
ｂ〜１０ｂ内に送り込まれ、無負荷ボールB₂と
なる。この際、各ローラー方向変換溝は負荷ロー
ラーB₁の接触角方向線ｌに沿つて形成されてい
るので、負荷ローラーB₁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
に形成したローラー方向変換溝３０a′，３０a″と
３０b′，３０b″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。

尚、以上の実施例の説明では、無負荷ローラー
転走路７ｂ〜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１３〜１６，１
９〜２２は軌道台１８の作用力線Ｘ−Ｘに対して
角度45度で交差する交差線Z′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_１，β_２
（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l′と
のなす角度）は略45度になつている。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、負荷ローラー転走面１３〜１６，１９〜２
２間に介在される負荷ローラーB₁の接触角を略
45度に設定したので、浮上り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
および作用は前記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
によつて浮上り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条の負荷
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
のクラウニング加工も簡単に行なうことができ、
従つて従来のように、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、
ベアリング本体および軌道台のテーブルやベツド
への取付面の平行度誤差、ベアリングを取付けた
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りするようなことは
なく、常に該負荷ローラー転走面にそれらの全長
に亘つてそれぞれ線接触し、従つて無理なく大荷
重にも耐えられるとともに円滑に転動することが
でき、ロー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ローラー転走路を負荷ロー
ラー転走面を転動するローラーの接触角方向線上
に配置したので、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、横滑り等を生じることなくスムー
ズに移動方向の転換を行なうことができ、従つて
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動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図は全体側面図、第３図は第２図−
線断面図、第４図は第３図−線断面図、第５
図は第３図−線断面図、第６図はベアリング
本体の正面図、第７図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−線断面図、
第１４図は側蓋の平面図、第１５図は側蓋の正面
図、第１６図は第１５図−線断面図、第
１７図は第１５図−線断面図、第１８図
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…
…貫通孔、７ａ〜１０ａ……管状体、７ｂ〜１０
ｂ……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、３５ａ，３６ａ……ローラー保持部、
Ｂ……ローラー、ｌ，l′……接触角方向線。

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。