JPS638331B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は直線摺動用ボールベアリングに関す
るもので、更に詳細には、NCマシン等の工作機
械におけるＸ・Ｙ・Ｚ軸、自動工具交換装置、自
動溶接機、射出成形機、工業用ロボツト等各種一
般産業機械のスライド部において多用される直線
摺動用ボールベアリングの改良に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

従来、この種の直線摺動用ボールベアリングと
しては、軸方向に沿つてボールの転走溝を有する
案内軸と、上記転走溝を転走するボールの無限軌
道を形成する負荷ボール溝と無負荷ボール孔とを
有し、ボールを介して上記案内軸に沿つて直線往
復運動を行うベアリング本体と、このベアリング
本体の前後両端面に取付けられ、上記負荷ボール
溝と無負荷ボール孔との間でボールを案内する案
内溝を有する一対の側蓋とで構成され、かつ、ベ
アリング本体を案内軸から接離した際におけるボ
ールの脱落を防止するボール保持器にて無限軌道
の一部を形成して成るものが知られている。

しかし、このような直線摺動用ボールベアリン
グにおいては、このベアリングを一般産業機械の
スライド部に組込んで摺動させた際に、摺動抵抗
の変化や騒音の発生を防止するため、ボール無限
軌道内を各ボールが円滑に循環することが強く要
請され、従来においては、ベアリング本体の両端
面に各側蓋を取付ける際に、ベアリング本体側の
各無負荷ボール孔と側蓋側の各案内溝との間を正
確に位置合せする手段として、両者を結合する結
合ボルトの外側にブツシユを設ける等の手段を採
用していた。

しかしながら、ベアリング本体とその両端面に
取付けられる各側蓋に無負荷ボール孔や案内溝を
誤差なく形成することは極めて難しく、また、各
側蓋についてはそれが金属や硬質合成樹脂により
型成形で製造される場合が多く、かかる場合には
熱収縮の問題が生じて厳密な精度で仕上げること
はほとんど不可能であり、ベアリング本体側の各
無負荷ボール孔と側蓋側の案内溝との間を正確に
位置合せすることが難しく、これが原因でボール
無限軌道内を循環する各ボールの転走に乱れが生
じる場合があつた。また、ブツシユを用いて位置
合せする場合には、それだけ部品点数が増加する
ほか組立て作業も煩雑であつてコストアツプの原
因になり、さらには、使用途中に両者の間に位置
ずれが生じることもあつた。

そこで出願人は、上記問題点を解消すべく、ベ
アリング本体にはその両端面に開口する各無負荷
ボール孔の開口縁部に外方へ向けて拡開する嵌合
部を形成すると共に、各側蓋の内面側には上記嵌
合部に対応する各案内溝の周縁に外方に向けて突
出する周縁突条部を形成し、これら各周縁突条部
を上記各嵌合部内に嵌合して各側蓋の位置規制を
すると共にこれら各側蓋をベアリング本体の両端
面に結合ボルトで固定することにより、ベアリン
グ本体側の無負荷ボール孔と側蓋側の案内溝との
間を強制的に位置合せし、これによつて構成され
たボールの無限軌道内を各ボールが円滑に循環し
得るようにした直線摺動用ボールベアリングを提
供した（特開昭59―226713号公報参照）。

また、従来のボール保持器としては、金属板を
適当な形状に折曲げ、ベアリング本体に組込んだ
際にこのベアリング本体に形成された負荷ボール
溝に相対向する位置に長孔を開設し、この長孔か
ら無限軌道の負荷域に位置するボールの一部を案
内軸側に向けて突出させると共に、長孔の長手方
向両端部には無限軌道の無負荷域から負荷域に送
込み、あるいは、負荷域から無負荷域に掬上げて
送込む舌片を設けたものが知られており、また、
合成樹脂製のものも提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来のこの種の直線摺動用ボー
ルベアリングにおいては、ベアリング本体と側蓋
との位置合せをある程度の精度をもつて行うこと
ができるが、製品化されたこの種ボールベアリン
グを搬送する際の衝撃等によつて位置合せ箇所が
ずれる虞れがあるため、更に確実なかつ高精度の
位置合せができるボールベアリングの改良が要請
されている。

また、金属製のボール保持器においては、優れ
た剛性を有し耐久性に富むという点では満足し得
るのであるが、特に負荷域から無負荷域にボール
を掬上げる際にボールがボール保持器の舌片に衝
接し、この際に耳障りな金属音が発生し、特に高
速運動の際にはこれが大きな騒音になるという問
題があつた。一方、合成樹脂製のボール保持器に
おいては、このような騒音の発生という問題は少
ないが、金属製のものに比べて剛性が劣り、歪み
を起し易いほか耐久性の面でも問題があつた。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、かかる観点に鑑みて創案されたも
ので、ボールの無限軌道における負荷域から無負
荷域へ、あるいは、無負荷域から負荷域へボール
を送込む機構として負荷ボール溝及び無負荷ボー
ル孔の両端部に互いにほぼ同一の曲率を有する面
取凹部を形成すると共に、上記各側蓋にはそれぞ
れ上記各面取凹部に対応する案内溝の周縁にこの
面取凹部に嵌合する側蓋位置決め用の周縁突条部
を形成し、また、ボール保持器の長孔の長手方向
両端部に幅寸法が順次小さくなるボール送込み部
を形成すると共に、このボール送込み部に側蓋の
案内溝に連続すべく案内溝の曲率とほぼ等しい曲
率の斜面部と互いに相対向する部位においてボー
ルの曲率とほぼ等しい曲率の斜面部とを有するボ
ール当接面を形成することによつて、摺動抵抗の
変化や騒音の発生を防止し、かつ、無限軌道の負
荷域から無負荷域へ、あるいは、無負荷域から負
荷域へのボールの循環をより一層円滑に行うこと
ができるようにした直線摺動用ボールベアリング
を提供しようとするものである。

すなわち、この発明は、軸方向に沿つてボール
の転走溝を有する案内軸と、上記転走溝を転走す
るボールの無限軌道を形成する負荷ボール溝と無
負荷ボール孔とを有し、ボールを介して上記案内
軸に沿つて直線往復運動を行うベアリング本体
と、このベアリング本体の両端面に取付けられ、
上記負荷ボール溝と無負荷ボール孔との間でボー
ルを案内する案内溝を有する一対の側蓋とから成
る直線摺動用ボールベアリングにおいて、上記無
負荷ボール孔の両端部に互いにほぼ同一の曲率を
有する面取凹部を形成すると共に、上記各側蓋に
はそれぞれ上記各面取凹部に対応する案内溝の周
縁にこの面取凹部に嵌合する側蓋位置決め用の周
縁突条部を形成し、上記ベアリング本体の負荷ボ
ール溝と共働してボールの無限軌道を構成するボ
ール保持器には、上記負荷ボール溝と相対向して
ボールの一部を案内軸側に突出させる長孔を開設
し、この長孔の長手方向両端部にはその幅寸法が
順次小さくなつて上記負荷域とベアリング本体側
に形成された無限軌道の無負荷域間にボールを送
込むボール送込み部を形成し、この長孔のボール
送込み部の開口縁には上記側蓋の案内溝に連続す
べく案内溝の曲率とほぼ等しい曲率の斜面部と互
いに相対向する部位において上記ボールの曲率と
ほぼ等しい曲率の斜面部とを有するボール当接面
を形成したことを特徴とする直線摺動用ボールベ
アリングである。

この発明において、無負荷ボール孔の両端部に
形成される各面取凹部の曲率は互いにほぼ同一で
あればよいが、加工の点から同一にするのが望ま
しく、また、各面取凹部の曲率を負荷ボール溝の
両端に形成するボール方向転換のための内面側案
内部の曲率と同一に形成するのが望ましい。

なお、この発明の直線摺動用ボールベアリング
は、ボールの無限軌道を備えた直線摺動式であれ
ばよく、それが軸方向の運動のみを案内するリニ
アボールベアリングであつても、上下左右方向の
荷重を負荷し得るタイプの直線摺動用ボールベア
リングであつても、ボールスプラインであつても
よい。

〔作 用〕

上記技術的手段は次のように作用する。

この発明の直線摺動用ボールベアリングにおい
ては、ベアリング本体の無負荷ボール孔の両端部
に互いにほぼ同一の曲率を有する面取凹部を形成
すると共に、各側蓋にはそれぞれ上記各面取凹部
に対応する案内溝の周縁にこの面取凹部に嵌合す
る側蓋位置決め用の周縁突条部を形成して成るの
で、ベアリング本体と側蓋との位置合せを確実か
つ高精度に行うことができ、また、ボール保持器
の長孔の長手方向両端部に形成したボール送込み
部によつてボールを徐々に持上げながら無限軌道
の負荷域から無負荷域に送込むと共に、この時の
ボールをボール当接面で支えるようにしているの
で、負荷域から無負荷域へ、あるいは無負荷域か
ら負荷域へのボールの移動が円滑になる。

〔実施例〕

以下にこの発明の実施例を添附図面に基いて詳
細に説明する。

第１図ないし第６図はこの発明のボールベアリ
ングの一例を示すもので、この発明のボールベア
リングは、軸方向に沿つてボール１０の転走溝２
２を有する案内軸である軌道台２０と、上記転走
溝２２を転走するボール１０の無限軌道を形成す
る負荷ボール溝３２と無負荷ボール孔３４とを有
し、ボール１０を介して上記軌道台２０に沿つて
直線往復運動を行うベアリング本体３０と、この
ベアリング本体３０の両端面に取付けられ、上記
負荷ボール溝３２と無負荷ボール孔３４との間で
ボール１０を案内する案内溝４２を有する一対の
側蓋４０と、上記ベアリング本体３０の負荷ボー
ル溝３２と共働してボール１０の無限軌道を構成
するボール保持器５０とで主要部が構成されてい
る。

上記ベアリング本体３０は、第７図に示すよう
に、下面に凹溝３６を設けたほぼコ形状に形成さ
れて軌道台２０の上部に摺動可能に嵌合されるよ
うになつており、さらに、上記凹溝３６の左右内
面には軌道台２０の上部両側に形成されたボール
１０の転走溝である負荷ボール転走溝２２，２３
にそれぞれ相対向して断面円弧状の２条の負荷ボ
ール溝３２が形成され、また、各負荷ボール溝３
２の裏面側には無負荷ボール孔３４が案内軸方向
に沿つて穿設されている。この場合、第８図に示
すようなドリルＡによつて上記負荷ボール溝３２
及び無負荷ボール孔３４の両端部には互いにほぼ
同一の曲率を有する面取凹部３８が同時加工によ
つて形成されており、この面取凹部３８には側蓋
４０の案内溝４２の周縁に形成された側蓋位置決
め用の周縁突条部４４が嵌合されるようになつて
いる（第５図参照）。なおこの場合、負荷ボール
溝３２のボール方向転換のための内面側案内部３
２ａの曲率と上記無負荷ボール孔３４の面取凹部
３８の曲率とは同一に形成されており、また、上
記内面側案内部３２ａのボール１０の移動方向曲
面と面取凹部３８のボール１０の移動方向曲面と
が同心円周上に形成され、一層円滑にボール１０
が循環し得るようになつている。

上記側蓋３０は硬質の合成樹脂等にて形成さ
れ、そして、上記ベアリング本体３０の前、後端
面にボルト６０をもつて固着されている。この側
蓋４０は、第９図及び第１０図に示すように、上
記ベアリング本体３０の断面形状とほぼ同形状に
形成されており、そのベアリング本体３０側の内
面には、上記負荷ボール溝３２を上記無負荷ボー
ル孔３４にそれぞれ接続するほぼ半径方向に延び
る４つの案内溝４２が形成されると共にこの案内
溝４２の両端周縁における上記面取凹部３８に対
応する部位に上記側蓋位置決め用の周縁突条部４
４が形成されている（第１１図及び第１２図参
照）。この場合、上記周縁突条部４４の外周には
上記ベアリング本体３０の面取凹部３８と合致す
る円弧状面取部４６が形成されている。したがつ
て、上記ベアリング本体３０の無負荷ボール孔３
４と側蓋４０の案内溝４２の寸法精度に多少の誤
差があつても正確に位置合せを行うことができ
る。また、この側蓋４０の凹部４８の内面側には
後述するボール保持器５０を係止するための係止
溝４１が形成されている。なお、符号４３は各側
蓋４０に穿設された軸方向のグリースニツプル取
付孔、４５は給油孔４３と案内溝４２とを結ぶ油
溝、６２はボルト６０の挿通孔である。

また、上記のように構成されるベアリング本体
３０と軌道台２０の互いに対向する転走面３１，
２１により形成される２条の上記負荷ボール溝３
２には、多数のボール１０がそれぞれボール保持
器５０を介して配設されている。この場合、上記
ボール保持器５０は、側面形状がほぼ長方形を有
すると共に断面がほぼ台形状に折曲される保持器
基部５２と、この保持器基部５２の両側からそれ
ぞれ一定の角度（図面では直角の場合を示す）に
延在する両フランジ部５４とを有し、かつ、上記
保持器基部５２の両側部５６には上記ベアリング
本体３０に形成した負荷ボール溝３２と相対向し
て無限軌道の負荷域を形成すると共にボール１０
の一部を案内軸側に突出させる長孔５８が開設さ
れている。この場合、この長孔５８の長手方向両
端部には、その幅寸法が順次小さくなつて上記負
荷域からベアリング本体側に形成された無限軌道
の無負荷域に、あるいは、この無負荷域から負荷
域にボール１０を案内するボール送込み部５１が
形成されている。このボール送込み部５１の開口
縁部には側蓋４０の案内溝４２に連続すべく案内
溝４２の曲率とほぼ等しい曲率の斜面部５３ａ
と、互いに相対向する部位においてボール１０の
曲率とほぼ等しい曲率の斜面部５３ｂとで構成さ
れたボール当接面５３が形成ている。したがつ
て、ボール１０が長孔５８を移動した際、ボール
１０はボール送込み部５１によつて徐々に持上げ
られ、ボール当接面５３の斜面部３ｂを介して側
蓋４０の案内溝４２内に円滑に送込まれる。この
場合、ボール当接面５３の斜面部５３ｂがボール
１０の曲率とほぼ同一に形成されているので、長
孔５８の開口幅の幅寸法の狭小の度合を可及的に
緩かにでき、ボール１０の送込みをより一層円滑
に行うことができる。また、この長孔５８のボー
ル送込み部５１，５１間の互いに平行な開口縁部
にテーパ面５５が形成されて長孔５８の開口縁部
全周が連続するテーパ状に形成されている。そし
て、このボール当接面５３と対向する負荷ボール
溝３２の両端部にはボール１０の移動のための逃
げ用傾斜部３２ｂが形成されている。

一方、上記軌道台２０は、第１７図に示すよう
に、矩形部の両側にＶ形状の溝部２４を形成する
と共に、その上部両肩部における上面及び下面に
それぞれ上部負荷ボール転走溝２２及び下部負荷
ボール転走溝２３を形成して成り、かつ、適宜間
隔をおいて図示しないベツドに取付けるための取
付け用ボルト孔２６が穿設されている。

上記のように構成されるこの発明の直線摺動用
ボールベアリングにおいて、ボール保持器５０に
開設された長孔５８の長手方向両端部に形成した
ボール送込み部５１によつてボール１０は徐々に
持上げられながら無限軌道の負荷域から一方の側
蓋４０の案内溝４２内に送込まれ、そして、案内
溝４２を通つてベアリング本体３０の無負荷ボー
ル孔３４内に送込まれ、この無負荷ボール孔３４
から反対側の側蓋４０の案内溝４２を介して再び
無限軌道の負荷域に循環される。この時、ボール
１０はボール保持器５０に設けられたボール当接
面５３で支えられるので、負荷域と案内溝との間
のボールの移動を円滑に行うことができ、また、
ベアリング本体３０の無負荷ボール孔３４の開口
縁部と側蓋４０の案内溝４２とが高精度に嵌合さ
れているので、ボール１０は無限軌道内を円滑に
移動することができる。

なお、この発明の直線摺動用ベアリングは、ボ
ールの無限軌道を備えた直線案内ベアリングであ
ればよく、それが軸方向の運動のみを案内するリ
ニアボールベアリングであつても、上下左右方向
の荷重を負荷し得るタイプの直線摺動用ボールベ
アリングであつても、ボールスプラインであつて
も同様の効果が得られることは勿論である。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、この発明の直線摺動用
ボールベアリングによれば、ベアリング本体の無
負荷ボール孔の両端部に互いにほぼ同一の曲率を
有する面取凹部が形成されると共に、各側蓋には
それぞれ上記各面取凹部に対応する案内溝の周縁
にこの面取凹部に嵌合する側蓋位置決め用の周縁
突条部が形成されるので、ベアリング本体と側蓋
とを高精度にかつ確実に組合せることができると
共に、負荷域から無負荷域へ、あるいは無負荷域
から負荷域へのボールの移動を円滑に行うことが
でき、しかも、加工が簡単であるため、能率よく
ベアリングを組立てることができる。また、ベア
リング本体の負荷ボール溝と共働してボールの無
限軌道を構成するボール保持器には負荷域と無負
荷域との間にボールを送込む機構として長孔の長
手方向両端部に形成されてその幅寸法が順次小さ
くなるボール送込み部を形成すると共に、ボール
送込み部に側蓋の案内溝に連続すべく案内溝の曲
率とほぼ等しい曲率の斜面部と、互いに相対向す
る部位においてボールの曲率とほぼ比しい曲率の
斜面部とで構成されるボール当接面を形成して成
るため、ボールとボール保持器との間の金属音の
発生を防止することができ、しかも、上記ベアリ
ング本体と側蓋との嵌合と相俟つて全体的にボー
ルの円滑な移動を行うことができるなどの優れた
効果が得られるので、その利用価値は顕著であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の直線摺動用ボールベアリン
グの正面図、第２図はその正面縦断面図、第３図
及び第４図はそれぞれ第１図の側面図及び平面
図、第５図は第２図の―断面図、第６図は第
５図の矢視図、第７図はこの発明におけるベア
リング本体の正面図、第８図はこの発明における
ベアリング本体の無負荷ボール孔に形成された面
取凹部を示す断面図、第９図はこの発明における
側蓋の正面図、第１０図は第９図の―断面
図、第１１図は側蓋の拡大断面端面図、第１２図
は第１１図のXII―XII断面図、第１３図はこの発明
におけるボール保持器の斜視図、第１４図は第１
３図の―断面図、第１５図は第１３図の
要部平面図、第１６図は第１５図の―断
面図、第１７図はこの発明における軌道台の斜視
図である。 符号説明 １０…ボール、２０…案内軸（軌道
台）、２２，２３…転走溝、３０…ベアリング本
体、３２…負荷ボール溝、３２ａ…内面側案内
部、３４…無負荷ボール孔、３８…面取凹部、４
０…側蓋、４２…案内溝、４４…周縁突条部、４
６…円弧状面取部、５０…ボール保持器、５１…
ボール送込み部、５３…ボール当接面、５３ａ，
５３ｂ…斜面部、５５…テーパ面、５８…長孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 軸方向に沿つてボール１０の転走溝２２，２
   ３を有する案内軸２０と、上記転走溝２２，２３
   を転走するボール１０の無限軌道を形成する負荷
   ボール溝３２と無負荷ボール孔３４とを有し、ボ
   ール１０を介して上記案内軸２０に沿つて直線往
   復運動を行うベアリング本体３０と、このベアリ
   ング本体３０の両端面に取付けられ、上記負荷ボ
   ール溝３２と無負荷ボール孔３４との間でボール
   １０を案内する案内溝４２を有する一対の側蓋４
   ０とから成る直線摺動用ボールベアリングにおい
   て、上記無負荷ボール孔３４の両端部に互いにほ
   ぼ同一の曲率を有する面取凹部３８を形成すると
   共に、上記各側蓋４０にはそれぞれ上記各面取凹
   部３８に対応する案内溝４２の周縁にこの面取凹
   部３８に嵌合する側蓋位置決め用の周縁突条部４
   ４を形成し、上記ベアリング本体３０の負荷ボー
   ル溝３２と共働してボール１０の無限軌道を構成
   するボール保持器５０には、上記負荷ボール溝３
   ２と相対向してボール１０の一部を案内軸側に突
   出させる長孔５８を開設し、この長孔５８の長手
   方向両端部にはその幅寸法が順次小さくなつて上
   記負荷域とベアリング本体側に形成された無限軌
   道の無負荷域間にボール１０を送込むボール送込
   み部５１を形成し、この長孔５８のボール送込み
   部５１の開口縁には上記側蓋４０の案内溝４２に
   連続すべく案内溝４２の曲率とほぼ等しい曲率の
   斜面部５３ａと互いに相対向する部位において上
   記ボール１０の曲率とほぼ等しい曲率の斜面部５
   ３ｂとを有するボール当接面５３を形成したこと
   を特徴とする直線摺動用ボールベアリング。 ２ 各面取凹部の曲率を負荷ボール溝の両端に形
   成するボール方向転換のための内面側案内部の曲
   率と同一に形成した特許請求の範囲第１項記載の
   直線摺動用ボールベアリング。