JPS6324258Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、リニアガイド装置に関し、より詳細
には、軌道レール上を複数のボール転動溝に配置
された多数の転動体の転動を介して摺動台が摺動
するようになつているリニアガイド装置の改良に
関する。

リニアガイド装置は、一般に、長尺の軌道レー
ルに鞍形の摺動台が転動体（多数のボール）を介
して載置されており、摺動台が軌道レール上をそ
の軸方向に摺動できるようになつている。

第１図及び第２図に示す従来のリニアガイド装
置では、上方又は下方から荷重負荷に対して４列
中２列のボールが荷重を分担するよう設定されて
いる。即ち、両図中上方より摺動台１０上に荷重
が負荷されると、荷重はボール２及び４を経由し
て軌道レール２０へと伝えられる。一方、下方よ
り摺動台１０に荷重が負荷されるとボール１及び
３を経由して軌道レール２０へと荷重が伝えられ
る。即ち、このリニアガイド装置では荷重支持す
る２列のボールの負荷支持能力しか利用できな
い。従つて、このリニアガイド装置を高荷重負荷
条件下で使用すると、ボール転動溝の寿命が極端
に短くなる欠点があり、その改良が望まれてい
た。

本考案は、上述の欠点に鑑み、高荷重負荷条件
使用下においても長寿命であるように改良された
リニアガイド装置を提供することを目的としてい
る。

本考案においては、この目的を達成するため、
左右対称な横断面形状を呈し、互いに相対向する
２つの外側面を有する軌道レールと、該軌道レー
ルの各外側面に対向する２つの内側面を有する凹
所を有し、該凹所において前記軌道レールに被せ
られ、該軌道レールにそつて軸方向に摺動可能と
された摺動台とを含み、前記軌道レールの２つの
外側面及び前記摺動台の２つの内側面にはそれぞ
れ互いに対向して軸方向に延びる上下２本のボー
ル転動溝が形成され、相対向するボール転動溝間
には転動自在な転動体が介装されたリニアガイド
装置において、前記各ボール転動溝はゴシツクア
ーチ溝形状とされ、前記軌道レールの外側面に形
成された２本のボール転動溝相互の間隔に対して
前記摺動台の内側面に形成された２本のボール転
動溝相互の間隔を変えたのである。

このようにすれば、リニアガイド装置に加わる
垂直方向の荷重が小さい場合は前記軌道レール及
び摺動台の片側１列計２列のボール列により荷重
を支持し、垂直方向の荷重が大きい場合は前記軌
道レール及び摺動台の片側２列計４列のボール列
により荷重を支持することができるのである。

以下、本考案の実施例を図面に基づき説明す
る。

軌道レール２０はその横断面が左右対称な２つ
の外側面、即ち台形の側面又は第４図の如く平行
な２つの外側面２０ａ及び２０ｂを有して、第３
図の如くレール状に延びている。第３図及び第４
図に示すごとく、摺動台１０は外側面２０ａ及び
２０ｂに対向する内側面１０ａ及び１０ｂを有す
る凹所を有し、軌道レール２０に被せられる。

軌道レール２０の外側面２０ａ及び２０ｂ上に
は、互いに平行に各々２条のボール転動溝２１及
び２２並びに２３及び２４が上下に隔てて長手方
向（軸方向）に設けられている。一方、摺動台１
０の凹所の内側面１０ａ及び１０ｂ上には、各々
２条のボール転動溝１１及び１２並びに１３及び
１４が軌道レールのボール転動溝２１及び２２並
びに２３及び２４にそれぞれ対向して互いに平行
に設けられている。これらボール転動溝１１，１
２，１３，１４，２１，２２，２３，２４はゴシ
ツクアーチ溝形状又はＶ字溝形状と成つている。

軌道レール２０の外側面２０ａ及び２０ｂ上の
ボール転動溝２１と２２並びに２３と２４の溝間
隔即ち、上方及び下方のアーチ部の交点間の距離
はＡとされている。一方、摺動台１０の凹所内側
面１０ａ及び１０ｂ上のボール転動溝１１と１２
並びに１３と１４の溝間隔はＢとされている。

転動体１，２，３，４は、軌道レール２０と摺
動台１０の対応するボール転動溝１１及び２１，
１２及び２２，１３及び２３、並びに１４及び２
４内に介装されている。転動体１，２，３，４
は、軸方向に複数のボールが配置されたボール列
より成る公知のものである。摺動台１０が軌道レ
ール２０上を摺動する時、転動体１，２，３，４
は転動しながら、対応するボール転動溝１１及び
２１，１２及び２２，１３及び２３、１４及び２
４より、摺動台１０の摺動方向前後両端に固設さ
れたエンドキヤツプ３０（第３図及び第６図参
照）内の反転路を通り、摺動台１０内のボール循
環路１６，１７，１８，１９へとそれぞれ連なる
循環経路内を循環する。この時、各転動体及びボ
ール転動溝はグリースニツプル４０（第３図）よ
り圧入されたグリースにより潤滑される。

摺動台１０のボール転動溝１１と１２並びに１
３と１４の溝間隔Ｂは、軌道レール２０のボール
転動溝２１と２２並びに２３と２４の溝間隔Ａよ
りも転動体１，２，３，４のボール径の0.1乃至
0.5％の微小量だけ長くなつている。

このため、無負荷又は低荷重時、上列のボール
転動溝１２と２２並びに１４と２４内では、転動
体２及び４のボールは、軌道レール２０の外側面
上の上列のボール転動溝２２及び２４の上方アー
チ部と接触し、又、摺動台１０の内側面上の上列
のボール転動溝１２及び１４の下方アーチ部と接
触し、この接点を結ぶ接触線は水平より略45度傾
斜している。

一方、この時、下列のボール転動溝１１と２１
並びに１３と２３内では、転動体１及び３のボー
ルは軌道レール２０の下列のボール転動溝２１及
び２３の下方アーチ部と接触し、又、摺動台１０
の下列のボール転動溝２２及び２４の上方アーチ
部と接触し、この接点間を結ぶ接触線は水平より
略45度上列とは反対側に傾斜し、上列の接触線と
軌道レール２０の外側で交差している。

なお、上述の実施例とは反対に溝間隔Ａを溝間
隔Ｂより微小量長くしても良い。この場合、無負
荷状態において、上述の各接触線は前記接触線と
直交する方向に変わるため、上記接触線は軌道レ
ールの内側で交差することになる。

第３図は本考案の第１実施例を示すリニアガイ
ド装置で軌道レール２０の横断面が矩形状のも
の、又第６図は本考案の第２実施例で軌道レール
２０の横断面が台形状のものである。両者におい
て同一名称の部品には同一符号を付してある。リ
ニアガイド装置は軌道レール２０に設けられた取
付用孔２５を介しボルト５（第４図）により定盤
等へ固定される。一方摺動台１０には、取付用孔
１５が設けられており、図示なきテーブル等の被
移動体がボルトにより固定される。

以上の構成のリニアガイド装置の摺動台１０に
荷重が負荷された場合の荷重分布状態について第
５図ａ及びｂをもとに説明する。荷重分布は左右
で対称であるが、第５図ａ及びｂには、右半分の
みを示した。両図において、斜線部の延びる方向
は荷重の方向を表わし、斜線部の面積は荷重の大
きさを表わすよう概略的に示されている。

第５図ａは、上方からの低荷重負荷時の荷重分
布を示しており、荷重は、摺動台１０のボール転
動溝１１及び１３の上方アーチ部より転動体１及
び３を経由して軌道レール２０上のボール転動溝
２１及び２３の下方アーチ部へと伝えられる。こ
のように、低荷重負荷状態では、従来のリニアガ
イド装置と同様に、左右各一列のボール転動溝即
ち２列のボール転動溝によつて荷重が分担される
ように成つている。そのため低荷重負荷状態にお
ける摺動は従来のものと同様に摺動抵抗が小さ
い。

次に、上方より高荷重が負荷されると場合は、
第５図ｂに示されるように、下列のボール転動溝
１１及び２１並びに１３及び２３にそれぞれ介装
される下列の転動体１及び３は弾性変形し、摺動
台１０は僅かに下方へ変位する。その結果、上列
の転動体２及び４は、摺動台１０の上列のボール
転動溝１２及び１４の上方アーチ部と軌道レール
２０の上列のボール転動溝２２及び２４の下方ア
ーチ部と接触するように成り、この接触方向に荷
重の一部が転動体２及び４を介し伝えられる。従
つて、荷重は、下列とともに上列のボール転動溝
によつても即ち４列のボール転動溝によつて分担
されるため、下列のボール転動溝の負担が低減さ
れる。

荷重が下方より摺動台１０に負荷される場合
も、上述したのと同様に低荷重負荷時は上列のボ
ール転動溝１２と２２並びに１４と２４の２列の
ボール転動溝により荷重が分担され、また高荷重
の負荷時は高荷重によつて上列の転動体２及び４
が弾性変形し、下列の転動体１及び３が下列のボ
ール転動溝１１及び２１並びに１３及び２３と接
触するように成り、荷重は４列のボール転動溝に
よつて分担されるようになつている。

以上述べてきたように、本考案に従えば、低荷
重負荷時は軌道レール２０及び摺動台１０の片側
各１列計２列のボール転動溝によつて荷重を分担
し、摺動台の摺動抵抗が小さい。しかも高荷重負
荷時には片側各２列計４列のボール転動溝によつ
て荷重を分担できるので、各ボール転動溝の荷重
負担が低減されるようになり、リニアガイド装置
の寿命が延びることになる。リニアガイド装置の
ボール転動溝の寿命時間Ｌはボール転動溝に作用
する荷重Ｐの３乗に逆比例することが知られてい
る。即ち、Ｌ∝１／P³となる。従つて、本考案によ つてボール転動溝の分担荷重Ｐが20％減少して
0.8Pとなつたとすると、そのボール転動溝の寿命
Ｌは、１／0.8³P³≒1.95１／P³であるので、およそ２倍 となる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、従来のリニアガイド装置
の長手軸直角方向の断面図である。第３図は、本
考案による一実施例を示すリニアガイド装置の斜
視図、第４図は第３図のリニアガイド装置の長手
軸直角方向の概略断面図、第５図は第４図のリニ
アガイド装置の摺動台に上方より荷重が負荷され
た場合の荷重分布状態を示す長手軸直角方向の右
半分概略図面で、第５図ａは低荷重負荷状態を示
し、第５図ｂは高荷重負荷状態を示し、第６図は
本考案による別の実施例を示すリニアガイド装置
の斜視図である。 主要部分の符号の説明、１０……摺動体、１，
２，３，４……転動体、２０……軌道レール、
Ａ，Ｂ……溝間隔、３０……エンドキヤツプ、１
１，１２，１３，１４……摺動体のボール転動
溝、２１，２２，２３，２４……軌道レールのボ
ール転動溝。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 左右対称な横断面形状を呈し、互いに相対向す
   る２つの外側面を有する軌道レールと、該軌道レ
   ールの各外側面に対向する２つの内側面を有する
   凹所を有し、該凹所において前記軌道レールに被
   せられ、該軌道レールにそつて軸方向に摺動可能
   とされた摺動台とを含み、前記軌道レールの２つ
   の外側面及び前記摺動台の２つの内側面にはそれ
   ぞれ互いに対向して軸方向に延びる上下２本のボ
   ール転動溝が形成され、相対向するボール転動溝
   間には転動自在な転動体が介装されたリニアガイ
   ド装置において、 前記各ボール転動溝はゴシツクアーチ溝形状と
   され、前記軌道レールの外側面に形成された２本
   のボール転動溝相互の間隔に対して前記摺動台の
   内側面に形成された２本のボール転動溝相互の間
   隔を変えることにより、リニアガイド装置に加わ
   る垂直方向の荷重が小さい場合は前記軌道レール
   及び摺動台の片側１列計２列のボール列により荷
   重を支持し、垂直方向の荷重が大きい場合は前記
   軌道レール及び摺動台の片側２列計４列のボール
   列により荷重を支持するようにしたことを特徴と
   するリニアガイド装置。