JPWO2009041176A1 - Linear guide device - Google Patents
Linear guide device Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2009041176A1 JPWO2009041176A1 JP2009534236A JP2009534236A JPWO2009041176A1 JP WO2009041176 A1 JPWO2009041176 A1 JP WO2009041176A1 JP 2009534236 A JP2009534236 A JP 2009534236A JP 2009534236 A JP2009534236 A JP 2009534236A JP WO2009041176 A1 JPWO2009041176 A1 JP WO2009041176A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ball
- passage portion
- load
- groove
- guide shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 60
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 24
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 5
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 5
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 5
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009193 crawling Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000006748 scratching Methods 0.000 description 1
- 230000002393 scratching effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C29/00—Bearings for parts moving only linearly
- F16C29/04—Ball or roller bearings
- F16C29/06—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load
- F16C29/068—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with the bearing body fully encircling the guide rail or track
- F16C29/0692—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with the bearing body fully encircling the guide rail or track the bearing body encircles a guide rail or track of non-circular cross-section, e.g. with grooves or protrusions, i.e. the linear bearing is suited to transmit torque
- F16C29/0695—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with the bearing body fully encircling the guide rail or track the bearing body encircles a guide rail or track of non-circular cross-section, e.g. with grooves or protrusions, i.e. the linear bearing is suited to transmit torque with balls
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C29/00—Bearings for parts moving only linearly
- F16C29/04—Ball or roller bearings
- F16C29/06—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load
- F16C29/0602—Details of the bearing body or carriage or parts thereof, e.g. methods for manufacturing or assembly
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
ボール(3)の無限循環路(30)を簡易な構成でスライド部材(2)に具備させることができると共に、スライド部材(2)と案内軸(1)を分離しても当該スライド部材(2)からボール(3)が脱落することのない直線案内装置であり、長手方向に沿ってボール(3)の転走溝(10)が配置された案内軸(1)と、前記ボール(3)が循環するトラック溝(30)を前記案内軸(1)に面して具備し、この案内軸(1)に沿って移動自在なスライド部材(2)とから構成され、前記トラック溝(30)は、案内軸(1)の転走溝(10)と対向して配置される負荷通路部(31)と、この負荷転走通路(31)と平行に設けられる無負荷通路部(32)と、これら負荷通路部(31)と無負荷通路部(32)とを連通連結してこれらの間でボール(3)を往来させる一対の方向転換通路部(33)とから構成されており、前記トラック溝(30)はその全周にわたり、前記案内軸(1)に向けた開口幅がボール(3)の直径よりも小さく設定されている。The infinite circulation path (30) of the ball (3) can be provided in the slide member (2) with a simple configuration, and even if the slide member (2) and the guide shaft (1) are separated, the slide member (2 ) Is a linear guide device in which the ball (3) does not fall off, the guide shaft (1) in which the rolling groove (10) of the ball (3) is arranged along the longitudinal direction, and the ball (3) A track groove (30) circulating through the guide shaft (1), and a slide member (2) movable along the guide shaft (1), the track groove (30) Is a load passage portion (31) disposed facing the rolling groove (10) of the guide shaft (1), and a no-load passage portion (32) provided in parallel with the load rolling passage (31). The load passage portion (31) and the no-load passage portion (32) are connected to each other and are composed of a pair of direction change passage portions (33) for moving the ball (3) between them. The track groove (30) extends all around Is set smaller than the diameter of the opening width ball towards the guide shaft (1) (3).
Description
本発明は、無限循環する多数のボールを介してスライド部材が案内軸に組み合わされ、前記スライド部材に固定された被搭載物を案内軸に沿って自在に往復運動させることが可能な直線案内装置に係り、特に、ボールの無限循環路が案内軸に面したトラック溝として前記スライド部材に形成された簡易な構造の直線案内装置に関するものである。 The present invention relates to a linear guide device in which a slide member is combined with a guide shaft via a large number of balls that circulate infinitely, and a mounted object fixed to the slide member can freely reciprocate along the guide shaft. In particular, the present invention relates to a linear guide device having a simple structure in which an infinite circulation path of a ball is formed in the slide member as a track groove facing a guide shaft.
工作機械のワークテーブルや各種搬送装置の直線案内部では、テーブル等の可動体を搭載したスライド部材が案内軸に沿って連続的に移動する直線案内装置を多用している。この種の直線案内装置では、前記スライド部材が多数のボールを介して案内軸に組付けられており、ボールがスライド部材と案内軸との間で荷重を負荷しながら転走することにより、スライド部材に搭載した可動体を案内軸に沿って極僅かな抵抗で軽く運動させることが可能となっている。また、スライド部材にはボールの無限循環路が具備されており、ボールをこの無限循環路内で循環させることにより、前記スライド部材が案内軸に沿って連続的に移動することが可能となっている。 In a work table of a machine tool and a linear guide portion of various conveying devices, a linear guide device in which a slide member mounted with a movable body such as a table continuously moves along a guide shaft is frequently used. In this type of linear guide device, the slide member is assembled to the guide shaft via a number of balls, and the ball slides while applying a load between the slide member and the guide shaft. The movable body mounted on the member can be moved lightly with very little resistance along the guide shaft. Further, the slide member is provided with an infinite circulation path of the ball, and the slide member can continuously move along the guide shaft by circulating the ball in the infinite circulation path. Yes.
従来、前記スライド部材としては、金属製のブロック本体と、このブロック本体の両端に結合される合成樹脂製のエンドキャップとから構成されたものが主流であった。前記ブロック本体には、案内軸のボール転走溝との間でボールが荷重を負荷しながら転走する負荷転走溝が形成されると共に、この負荷転走溝と平行に無負荷ボール通路が穿設されており、ボールの転走に対する経時的な摩耗を抑えるべく、このブロック本体は、例えば焼入れが可能な鋼から形成されていた。また、前記エンドキャップには方向転換路が形成されており、複雑な形状を実現するために、このエンドキャップは合成樹脂の射出成形で形成されていた。そして、一対のエンドキャップをブロック本体の前後両端面に対して正確に固定することにより、負荷転走通路の端部と無負荷ボール通路の端部とが方向転換路で連結され、ボールの無限循環路を具備したスライド部材が完成するようになっていた。 Conventionally, the slide member has been mainly composed of a metal block main body and a synthetic resin end cap coupled to both ends of the block main body. A load rolling groove is formed in the block body so that the ball rolls while applying a load between the ball rolling groove of the guide shaft and an unloaded ball passage is provided in parallel with the loaded rolling groove. The block body is formed of steel that can be hardened, for example, so as to suppress wear over time due to the rolling of the ball. Further, the end cap is formed with a direction changing path, and in order to realize a complicated shape, the end cap is formed by injection molding of a synthetic resin. Then, by accurately fixing the pair of end caps to the front and rear end faces of the block body, the end of the load rolling path and the end of the unloaded ball path are connected by a direction change path, and the ball endless A slide member provided with a circulation path has been completed.
一方、WO2006/022242−A1には、スライド部材の構成を極めて簡易化した直線案内装置が開示されている。この直線案内装置ではボールの無限循環路がスライド部材に対してトラック溝として形成されると共に、このトラック溝は開放された溝として前記案内軸に面して形成されている。前記トラック溝は、案内軸のボール転走溝との間でボールが荷重を負荷しながら転走する負荷直線溝と、この負荷直線溝の両端部に夫々設けられ、かかる負荷直線溝を転走してきたボールの転走方向を変化させて、該ボールを前記案内軸のボール転走溝から離脱させる一対のボール偏向溝と、一方のボール偏向溝から他方のボール偏向溝へ無負荷状態のボールを移送する無負荷直線溝とから構成されている。このトラック溝は前記スライド部材の案内軸と対向する位置に形成されており、これによってボール偏向溝及び無負荷直線溝の内部を無負荷状態で転走するボールがトラック溝から離脱しないようになっている。
しかし、WO2006/022242−A1に開示される直線案内装置では、スライド部材にボールの無限循環路を具備させる構成は簡易化されたものの、ボールは案内軸と接することによって前記トラック溝内に保持されているため、スライド部材を案内軸から抜き取ると、トラック溝内に配列されたボールがスライド部材から転がり落ちてしまうといった不具合があった。このため、案内軸とスライド部材とを分離することができず、また、スライド部材を案内軸から分離して運搬することが必要とされる場合には、かかるスライド部材を案内軸から運搬用仮軸に乗り移らせる必要が生じ、その取り扱いが煩雑なものとなっていた。 However, in the linear guide device disclosed in WO2006 / 022242-A1, the configuration in which the slide member is provided with an infinite circulation path of the ball is simplified, but the ball is held in the track groove by contacting the guide shaft. Therefore, when the slide member is extracted from the guide shaft, there is a problem that the balls arranged in the track groove roll off from the slide member. For this reason, the guide shaft and the slide member cannot be separated, and when it is necessary to transport the slide member separately from the guide shaft, the slide member is temporarily transported from the guide shaft. It was necessary to transfer to the shaft, and the handling was complicated.
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、ボールの無限循環路を簡易な構成でスライド部材に具備させることができると共に、スライド部材と案内軸を分離しても当該スライド部材からボールが脱落することがなく、取り扱いに優れた直線案内装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide the slide member with an infinite circulation path of the ball with a simple configuration and to separate the slide member and the guide shaft. Even so, it is an object of the present invention to provide a linear guide device that is excellent in handling without causing the ball to fall off from the slide member.
前記目的を達成する本発明の直線案内装置は、多数のボールと、長手方向に沿って前記ボールの転走溝が複数配置された案内軸と、前記ボールが循環するトラック溝を前記案内軸に面して具備し、前記ボールの循環に伴い前記案内軸に沿って移動自在なスライド部材とから構成されている。前記トラック溝は、案内軸の転走溝と対向して配置されると共に前記ボールが荷重を負荷しながら転走する負荷通路部と、この負荷転走通路と平行に設けられると共に前記ボールが無負荷状態で転走する無負荷通路部と、これら負荷通路部と無負荷通路部とを連通連結してこれらの間でボールを往来させる一対の方向転換通路部とから構成されており、前記トラック溝はその全周にわたり、前記案内軸に向けた開口幅がボールの直径よりも小さく設定されている。 The linear guide device of the present invention that achieves the above object includes a plurality of balls, a guide shaft in which a plurality of rolling grooves of the balls are arranged along the longitudinal direction, and a track groove in which the balls circulate as the guide shaft. And a slide member that is movable along the guide shaft as the ball circulates. The track groove is disposed opposite to the rolling groove of the guide shaft and is provided in parallel to the load rolling path where the ball rolls while applying a load, and the ball does not exist. The track is composed of a no-load passage portion that rolls in a loaded state, and a pair of direction change passage portions that communicate and connect the load passage portion and the no-load passage portion to move the ball between them. The groove is set so that the opening width toward the guide shaft is smaller than the diameter of the ball over the entire circumference.
このような本発明の直線案内装置によれば、前記トラック溝は案内軸に面してスライド部材に具備されており、案内軸に向けて開放された溝となっているが、その開口幅はトラック溝の全周にわたってボールの直径よりも小さく設定されているため、スライド部材を案内軸から分離しても、ボールがトラック溝から脱落することはない。このため、例えば運搬用仮軸を用いることなく案内軸とスライド部材を分離することが可能となり、トラック溝によりボールの無限循環を行うタイプの直線案内装置の取り扱いを容易なものとすることができる。 According to such a linear guide device of the present invention, the track groove is provided on the slide member so as to face the guide shaft, and is a groove opened toward the guide shaft. Since the entire circumference of the track groove is set to be smaller than the diameter of the ball, even if the slide member is separated from the guide shaft, the ball does not fall out of the track groove. For this reason, for example, it becomes possible to separate the guide shaft and the slide member without using a transporting temporary shaft, and the handling of a linear guide device of an infinite circulation type of the ball by the track groove can be facilitated. .
本発明において、前記スライド部材を製作するにあたりその生産性を考慮すると、スライド部材は、前記負荷通路部及び無負荷通路部を具備したスライド基部と、前記方向転換通路部を備えると共に前記スライド基部の両端面に夫々固定される一対のエンドプレートとから構成するのが好ましい。スライド部材を単一の金属ブロックとし、かかる金属ブロックに対して切削加工、研削加工、放電加工等を用いて前記トラック溝を形成することも可能ではある。しかし、前記トラック溝はその全周にわたって前記案内軸に向けた開口幅がボールの直径よりも小さく設定される必要があるので、切削加工や研削加工といった手法を用いた場合には当該加工に手間と労力がかかり、生産性が低下する懸念がある。 In the present invention, considering the productivity in manufacturing the slide member, the slide member includes the slide base including the load passage portion and the no-load passage portion, the direction change passage portion, and the slide base portion. It is preferable to comprise from a pair of end plates each fixed to both end surfaces. The slide member may be a single metal block, and the track groove may be formed on the metal block using cutting, grinding, electric discharge machining, or the like. However, since the opening width toward the guide shaft needs to be set smaller than the diameter of the ball over the entire circumference of the track groove, when a technique such as cutting or grinding is used, the processing is troublesome. There is a concern that productivity will be reduced.
これに対し、前記スライド部材を前述の如くスライド基部とエンドプレートに分割して製作した場合には、トラック溝のうち、前記スライド基部に具備される負荷通路部及び無負荷通路部は直線状の通路なので、かかるスライド基部は案内軸の軸方向に沿って一様な断面形状を有していることになる。このため、ワイヤカット放電加工、引き抜き加工、鍛造加工等によってスライド基部を製作し、同時に前記負荷通路部無負荷通路部をスライド基部に具備させることが可能であり、しかも開口幅がボールの直径よりも小さく設定された負荷通路部及び無負荷通路部も前記加工方法によって容易に製作することが可能である。 On the other hand, when the slide member is divided into the slide base and the end plate as described above, the load passage portion and the no-load passage portion provided in the slide base of the track groove are linear. Because of the passage, the slide base has a uniform cross-sectional shape along the axial direction of the guide shaft. For this reason, it is possible to manufacture a slide base by wire-cut electric discharge machining, drawing, forging, etc., and at the same time to have the load passage portion no-load passage portion in the slide base, and the opening width is larger than the ball diameter. The load passage portion and the no-load passage portion which are set to be small can also be easily manufactured by the processing method.
一方、エンドプレートに具備される方向転換通路部は曲線状の通路ではあるが、ボールは方向転換通路部を無負荷状態で転走することから、前記エンドプレートは合成樹脂の射出成形等の金型を用いた成形方法によって製作することができ、やはり生産性を高めることが可能である。 On the other hand, the direction change passage portion provided in the end plate is a curved passage, but since the ball rolls in the direction change passage portion in an unloaded state, the end plate is made of a metal such as synthetic resin injection molding. It can be manufactured by a molding method using a mold, and it is possible to increase productivity.
案内軸に向けた開口幅がボール直径よりも小さく設定された方向転換通路部をエンドプレートに具備させる方法としては、エンドプレートを二つの部材に分割して製作し、これらを組み合わせることで開口幅の制限された方向転換通路部が完成するようにしても良い。但し、より簡易にエンドプレートを製作するといった観点からすれば、かかるエンドプレートを前記スライド基部に端面に固定した際に、方向転換通路部としてエンドプレートに形成されていた溝の開口縁とスライド基部の端面とが対向し、これら両者の協働によってボール直径よりも狭い開口幅が方向転換通路部に与えられるようにするのが好ましい。 As a method of providing the end plate with a direction changing passage portion in which the opening width toward the guide shaft is set smaller than the ball diameter, the end plate is manufactured by dividing the end plate into two members and combining them. The restricted direction change passage section may be completed. However, from the viewpoint of manufacturing the end plate more easily, when the end plate is fixed to the end surface of the slide base, the opening edge of the groove formed in the end plate as the direction change passage portion and the slide base It is preferable that an end width of the direction change passage portion is given to the direction change passage portion by the cooperation of both of them.
以下、添付図面を参照しながら本発明の直線案内装置を詳細に説明する。 Hereinafter, the linear guide device of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1及び図2は、直線案内装置の一種であるボールスプライン装置に本発明を適用した第一の実施形態を示すものである。このボールスプライン装置は、断面略円柱状に形成されたスプライン軸1と、略円筒状に形成されると共に多数のボール3を介して前記スプライン軸1に組付けられたナット部材2とから構成されており、前記ナット部材2がスプライン軸1の周囲を軸方向へ自在に往復運動するように構成されている。前記スプライン軸1は本発明の案内軸に、前記ナット部材2は本発明のスライド部材に相当する。また、前記ナット部材2は、金属製のナット本体4と、このナット本体4の軸方向の両端にボルトで締結される一対のエンドプレート5とから構成されている。前記ナット本体4は本発明のスライド基部に相当する。尚、図1ではナット部材内部構造を示すため、ナット本体から一方のエンドプレートを除去した状態を示している。
1 and 2 show a first embodiment in which the present invention is applied to a ball spline device which is a kind of linear guide device. This ball spline device is composed of a spline shaft 1 having a substantially cylindrical cross section and a
前記スプライン軸1の外周面には前記ボール3の転走溝10が軸方向に沿って4条形成されており、ボール3はこれら転走溝10を転走しながらナット部材2とスプライン軸1との間で荷重を負荷する。各転走溝10の長手方向と垂直な断面における形状はサーキュラアーク状、すなわちボール球面の曲率よりも僅かに大きな曲率の単一円弧からなる形状に形成されている。これらの転走溝10は、ナット部材2がスプライン軸1の周囲を矢線A方向に回転する場合に荷重を負荷する転走溝10aと、矢線B方向に回転する場合に荷重を負荷する転走溝10bとから構成されており、互いに隣接する転走溝10aと転走溝10bがグループとなって、スプライン軸1の外周面に複数のグループが等間隔に形成されている。これにより、ナット部材2とスプライン軸1との間で回転トルクの伝達が可能となっている。図1及び図2に示したボールスプライン装置では2グループ4条の転走溝10がスプライン軸1の外周面に形成されているが、3グループ6条または4グループ8条の転走溝を形成することもできる。
Four rolling
一方、前記ナット部材2を構成するナット本体4とエンドプレート5は共に前記スプライン軸1が挿通される貫通孔を有している。また、ナット本体4の外周面にはキー溝が形成されており、ナット部材2を機械装置に取り付ける際に利用されるようになっている。
On the other hand, the nut
このようにナット本体4と一対のエンドプレート5との組み合わせからなるナット部材2は、ボール3の無限循環路となるトラック溝30をスプライン軸1に面した貫通穴の内周面に有している。このトラック溝30は、スプライン軸1の転走溝10と対向してナット本体4の内周面に形成された負荷通路部31と、ナット本体4の内周面に対して前記負荷通路部31と僅かに間隔をおいて平行に形成された無負荷通路部32と、これら負荷通路部31と無負荷通路部32との間でボール3の転走方向を180度転換させると共にこれら溝の間でボール3を往来させる方向転換通路部33とから構成されている。この方向転換通路部33は前記エンドプレート5に形成されている。
Thus, the
図3は、前記トラック溝30の負荷通路部31及び無負荷通路部32の詳細を示す断面図である。前記負荷通路部31及び無負荷通路部32はボール3の直径よりも僅かに内径を有する略円筒状の直線通路であり、スプライン軸1に向けて開口するスリット状の開口部を具備している。前記負荷通路部31の内部にはスプライン軸の転走溝10と対向する位置に負荷転走溝31aが形成されている。ボールはこの負荷転走溝31aとスプライン軸1の転走溝10との双方に接触しており、両者の間で荷重を負荷しながら前記負荷通路部31の内部を転走する。前記負荷転走溝31aはその長手方向に垂直な断面がスプライン軸1の転走溝10と同様にサーキュラアーク状に形成されている。スプライン軸1には4条の転走溝10が形成されているので、ボール3とスプライン軸1の各転走溝10またはナット部材2の各負荷転走溝31が接触する方向は、スプライン軸1の周方向に関して90度ずつ異なっている。これにより、ナット部材2はスプライン軸1の軸方向以外に作用するあらゆる荷重を負荷しながら当該スプライン軸1に沿って往復動することが可能となっている。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing details of the
また、後に詳述するが、前記方向転換通路部33もスプライン軸1に向けて開放されている。従って、これら負荷通路部31、無負荷通路部32及び方向転換通路部33から構成されるトラック溝30は、その全域においてスプライン軸1に向けて開放されており、トラック溝30に配列されたボール3はスプライン軸1と面した状態で該無限循環路30内を循環する。
Further, as will be described in detail later, the direction changing
図4は前記トラック溝30を平面上に展開した状態を示す図である。前記方向転換通路部33は負荷通路部31と無負荷通路部32とを連結する略U字状の軌道を有しており、荷重を負荷しながら負荷通路部31の内部を転走してきたボール3を荷重から解放すると共に、かかるボール3の転走方向を徐々に変化させ、180度方向転換させて前記無負荷通路部32に送り込むように構成されている。この方向転換通路部33は負荷通路部31との連結部位においてもっとも浅く、無負荷通路部32との連結部位においてもっとも深くなるように形成されている。方向転換通路部33が徐々に深くなることにより、負荷通路部31を転走してきたボール3が方向転換通路部33に進入すると、かかるボール3は荷重から解放され、無負荷状態となって方向転換通路部33内を無負荷通路部32へ向けて進行し、そのままの状態で無負荷通路部32に進入するようになっている。
FIG. 4 is a view showing a state in which the
ナット部材2をスプライン軸1に沿って移動させると、スプライン軸1の転走溝10とナット部材2の負荷転走溝31aとの間に挟まれているボール3、すなわち前記負荷通路部31に存在するボール3は、スプライン軸1に対するナット部材2の移動速度Vの半分の速度0.5Vで負荷通路部31の内部を移動する。負荷通路部3の内部を転走するボール3は方向転換通路部33に到達すると、前述の如く方向転換通路部33の深さが徐々に深くなることから、次第に荷重から解放される。荷重から解放されたボール3は後続のボール3に押されるようにしてそのままスプライン軸1の転走溝10内を進行するが、方向転換通路部33は転走溝10におけるボール3の転走を遮り、ボール3の進行方向を強制的に変化させるので、ボール3は方向転換通路部33によって転走溝10の片側へ寄せられ、スプライン軸1の外周面の形状に沿うようにして当該スプライン軸1の外周面にまで這い上がる。これにより、ボール3はスプライン軸1の転走溝10から完全に離脱し、ナット部材2の方向転換通路部33に完全に収容される。
When the
平面上に展開した方向転換通路部33は略U字状の軌道を有していることから、かかる方向転換通路部33内に収容されたボール3はその転走方向を逆転させ、スプライン軸1の外周面と対向するナット部材2の無負荷通路部32内に進入する。また、無負荷通路部32を進行したボール3は反対側の方向転換通路部33に進入し、再び転走方向を逆転させた後、スプライン軸1の転走溝10とナット部材2の負荷転走溝31aとの間、すなわち負荷通路部31に進入する。この際、ボール3はスプライン軸の外周面形状に沿うようにして転走溝10に進入し、方向転換通路部33が徐々に浅くなるにつれ、無負荷状態から荷重の負荷状態へと移行する。
Since the direction
ボール3はこのようにしてスライド部材2のトラック溝30の内部を循環し、これに伴ってナット部材2がスプライン軸1に沿って間断なく連続的に移動することが可能となっている。
The
図5は、ナット本体4の軸方向の端面43を示す斜視図であり、かかるナット本体4に対する前記負荷通路部31及び無負荷通路部32の形成状態を観察することができる。この図に示されるように、前記トラック溝30を構成する負荷通路部31及び無負荷通路部32はナット本体4の貫通孔の内周面に形成されており、夫々がスリット状の開口部31b,32aを介してナット本体4の貫通孔と連結されており、かかる貫通孔に挿通されるスプライン軸1に向けて開放された状態にある。前記負荷通路部31の内部を転走するボールは前記開口部31bを通じてスプライン軸1の転走溝10に接触している。
FIG. 5 is a perspective view showing the
前記開口部31bの開口幅d1及び開口部32aの開口幅d2は共にボール3の直径よりも小さく設定されており、ナット部材2をスプライン軸1から抜き取った状態でも、負荷通路部31又は無負荷通路部32を転走するボール3が開口部31b,32aを通過してナット部材2から脱落することがないようになっている。
Both the opening width d1 of the
前記負荷通路部31及び無負荷通路部32はナット本体4の軸方向の全長にわたって設けられていることから、かかるナット本体4は軸方向の全長にわたって略同一の断面形状を有していることになる。このため、ナット本体4の内周面の形状は、前記負荷通路部31及び無負荷通路部32も含めてワイヤカット放電加工によって形成することができる。負荷通路部31の中に設けられる負荷転走溝31aについては、面粗度を改善するため、ワイヤカット放電加工後に研削加工等を施しても良い。もっとも、ナット本体4の貫通孔の内径が大きい場合にはワイヤカット放電加工を用いず、均一な内周面を有する円筒状のナット本体4に対して、引き抜き加工、切削加工または研削加工によって前記負荷通路部31及び無負荷通路部32を形成するようにしても良い。
Since the
一方、トラック溝30を構成する方向転換通路部33については前記エンドプレート5に形成されている。図6は前記エンドプレート5をナット本体4側から観察した斜視図である。このエンドプレート5の貫通孔の内周面には方向転換溝34が形成されると共に、スプライン軸1のボール転走面10と僅かな隙間を介して対向するシール突部50が形成されている。前記方向転換溝34はその全域においてナット本体4の端面43に向けて開放されており、平坦面として仕上げられたナット本体4の端面43と相まってトラック溝30の方向転換通路部33を構成するようになっている。
On the other hand, the direction changing
また、エンドプレート5の外周面にはナット本体4のキー溝に連続するアクセス溝51が形成されており、エンドプレート5をナット本体4に固定した状態でも、キーをナット部材2の軸方向からナット本体4のキー溝に滑り込ませることが可能となっている。更に、このエンドプレート5にはナット本体4に対する位置決め用スタッド52が突設されており、かかるスタッド52をナット本体4に設けられた基準孔に嵌合させることによって、エンドプレート5がナット本体4に対して正確に位置決めされ、エンドプレート5側の方向転換溝34とナット本体4側の負荷通路部31及び無負荷通路部32が正確に結合されるように構成されている。
In addition, an
前記エンドプレート5は複雑な形状をしていることから、合成樹脂の射出成形を用いて製作されている。これ以外の製作方法としては、金属射出成形(MIM成形)を用いることも可能である。また、スプライン軸の外径が大きく、エンドプレートも大型化するのであれば、切削加工によって形成することも可能である。
Since the
このようにトラック溝30を構成する方向転換通路部33はエンドプレート5の方向転換溝34とナット本体4の端面43との協働によって形成されることから、ボール3はナット本体4の端面43に面した状態で方向転換通路部33を転走する。このため、図5に示すように、ナット本体の端面43に対する負荷転走面31及び無負荷通路32の開口縁には内側案内曲面45が形成されており、ボール3が負荷通路部31又は無負荷通路部32と方向転換通路部33との間を往来する際に、負荷通路部31及び無負荷通路部32の開口縁に引っ掛かり、かかるボール3の球面に傷が発生するのを防止している。この内側案内曲面45は二つの曲面45a,45bを連続させることで構成されており、これら曲面45a,45bはナット本体4の端面43における負荷通路部31及び無負荷通路部32の開口縁に対して面取りを施して形成されている。
Thus, the direction
図7は、前記エンドプレート5をナット本体4の端面43に装着した状態を示す拡大断面図であり、図3中の矢線C方向からナット部材2の内周面を観察した様子を示している。この図に示されるように、前記方向転換通路部33はナット部材2の内周面に向けた開口部33aを有しており、ボール3はスプライン軸1に面した状態で方向転換通路部33を転走する。前述の如く、方向転換通路部33はエンドプレート5の方向転換溝34とナット本体4の端面43との協働によって形成され、前記開口部33aは方向転換溝34の周縁部34a(図6中に表示)とナット本体の端面43のエッジ部43a(図5中に表示)とが対向することによって形成されている。
7 is an enlarged cross-sectional view showing a state in which the
この開口部33aの開口幅d3は、負荷通路部31の開口幅d1や無負荷通路部32の開口幅d2と同様に、ボール3の直径よりも小さく設定されており、ナット部材2をスプライン軸1から抜き取った状態でも、方向転換通路部33を転走するボール3が開口部33aを通過してナット部材2から脱落することがないようになっている。
The opening width d3 of the
このように、ナット部材2にはボール3を無限循環させるためのトラック溝30がスプライン軸1に面して形成されているが、かかるトラック溝30を構成する負荷通路部31、無負荷通路部32及び方向転換通路部33の開口幅は総てボール3の直径よりも小さく設定されており、スプライン軸1とナット部材2とを分離としても、これら通路の内部を転走するボール3がトラック溝30から脱落することの無いようになっているのである。このため、このボールスプライン装置は運搬やスプライン軸の配設作業において、その取り扱いが非常に容易なものとなっている。
As described above, the
また、トラック溝30からボール3の脱落を防止するための構造に関しては、これをナット本体4と一対のエンドプレート5のみで実現していることから、極めて簡易な構成でこの効果を得ることができ、取り扱いに優れたボールスプライン装置を低コストで実現することができるものである。
Further, regarding the structure for preventing the
特に、前記方向転換通路部33の開口部33aはエンドプレート5の方向転換溝34とナット本体4の端面43との協働によって形成され、しかもその協働によって開口部33aの開口幅d3をボール3の直径よりも小さく設定しているので、エンドプレート5の方向転換溝34の溝深さを調整するだけで容易にボール3の脱落を防止することが可能である。従って、方向転換通路部33を構成するエンドプレート5の形状の単純化も図ることができ、この点においても取り扱いに優れたボールスプライン装置を低コストで実現することができるものである。
In particular, the
次に、本発明を適用したボールスプライン装置の第二の実施形態について説明する。 Next, a second embodiment of the ball spline device to which the present invention is applied will be described.
まずは、図8は第二の実施形態に係るボールスプライン装置を示す分解斜視図である。前述の第一の実施形態では、エンドプレート5とナット本体4との協働によって、方向転換通路部33の開口幅がボール直径よりも小さく設定されていた。これに対して、第二の実施形態ではエンドプレート5を第一プレート6と第二プレート7に分割し、これらを組み合わせることで開口幅の制限された方向転換通路部33を完成するように構成した。尚、その他の構成は前記第一の実施形態と同一なので、図8中に同一の符号を付すことにし、その詳細な説明は省略する。
First, FIG. 8 is an exploded perspective view showing a ball spline device according to the second embodiment. In the first embodiment described above, the opening width of the direction changing
図9は前記第一プレート6を示す斜視図である。第一プレート6の貫通孔の内周面には各トラック溝30に対応した外側案内溝60が形成されると共に、スプライン軸1のボール転走面10と僅かな隙間を介して対向するシール突部61が形成されている。前記外側案内溝60はスプライン軸に向けた周縁部60aを有している。後述する第二プレート7のピース保持部を収容するため、各外側案内溝60の半径方向外側には収容溝63が形成されている。また、この第一プレート6にはナット本体4に対する位置決め用の一対のスタッド64が突設されている。
FIG. 9 is a perspective view showing the
図10はエンドプレートを構成する第一プレート6及び第二プレート7を示す斜視図である。この第二プレート7の外周面には四つのピース保持部62が形成されており、当該ピース保持部62に対して半径方向の内側には、内側案内ピース65が突出して形成されている。内側案内ピース65は、前記第一プレート6の外側案内溝60の周縁部60aに対向するエッジ部65aを有している。また、第二プレートには、第一プレート6のスタッド64に対応するスタッド挿通部66が形成されている。
FIG. 10 is a perspective view showing the
図11は第一プレート6と第二プレート7とを組み合わせることによって構成されたエンドプレート5の斜視図である。これら第一プレート6と第二プレート7を組み合わせると、第二プレート7のピース保持部62が第一プレート6の収容溝63に適合すると共に、前記第一プレート6の外側案内溝60の中央部に第二プレート7の内側案内ピース65が位置し、略U字状の方向転換通路部33が完成するようになっている。この図に示されるように、方向転換通路部33はスプライン軸1に向けて開放されており、ボール3はスプライン軸1に面した状態で前記方向転換通路部33を転走する。
FIG. 11 is a perspective view of the
また、前述の如く、第一プレート6にはナット本体4に対する位置決め用スタッド64が突設されており、第二プレート7にはスタッド挿通部66が設けられている。かかるスタッド64をスタッド挿通部66に挿通させることによって、第一プレート6の外側案内溝60に内側案内ピース65が正確に位置決めされ、方向転換通路部33の精度向上を実現できる。また更に、前記第二プレート7から突き出したスタッド64をナット本体4に設けられた基準孔に嵌合させることによって、完成されたエンドプレート5がナット本体4に対して正確に位置決めされるようになっている。すなわち、方向転換通路部33の端部がナット本体4の負荷通路部31と無負荷通路部32に正確に連結される。
As described above, the
図12は前記第一プレート6と第二プレート7とをナット本体4に装着した状態を示す部分断面図である。この図に示されるように、前記方向転換通路部33はナット部材2の内周面に向けた開口部33aを有しており、ボール3はスプライン軸1に面した状態で方向転換通路部33を転走する。前述の如く、方向転換通路部33は前記第一プレート部6の外側案内溝60と第二プレート7の内側案内ピース65との協働によって形成され、前記開口部33aは第一プレート6の外側案内溝60の周縁部60aと第二プレート7の内側案内ピース65のエッジ部65aとが対向することによって形成されている。
FIG. 12 is a partial cross-sectional view showing a state in which the
第一の実施形態と同様に、この開口部33aの開口幅d3は、負荷通路部31の開口幅d1や無負荷通路部32の開口幅d2と同様に、ボール3の直径よりも小さく設定されており、ナット部材2をスプライン軸1から抜き取った状態でも、方向転換通路部33を転送するボール3が開口部33aを通過してナット部材2から脱落することがないようになっている。
Similar to the first embodiment, the opening width d3 of the
これら第一プレート6及び第二プレート7は第一の実施形態と同様に複雑な形状をしていることから、合成樹脂の射出成形を用いて制作されている。これ以外の製作方法としては、金属射出成形(MIM成形)を用いることも可能である。また、スプライン軸の外径が大きく、エンドプレートも大型化するのであれば、切削加工によって形成することも可能である。
Since the
以上の説明では、案内軸としてのスプライン軸に対してスライド部材としてのナット部材を組み付けたボールスプライン装置を例に挙げて本発明を詳述してきたが、本発明の適用対象はこれに限られるものではない。例えば、ベッドやコラム等の固定部に配設される軌道レールに対してスライド部材としての移動ブロックを組み付けた直線案内装置についても適用することが可能である。 In the above description, the present invention has been described in detail by taking as an example a ball spline device in which a nut member as a slide member is assembled to a spline shaft as a guide shaft, but the scope of application of the present invention is limited to this. It is not a thing. For example, the present invention can also be applied to a linear guide device in which a moving block as a slide member is assembled to a track rail disposed on a fixed portion such as a bed or a column.
Claims (5)
前記トラック溝(30)は、案内軸(1)の転走溝(10)と対向して配置されると共に前記ボール(3)が荷重を負荷しながら転走する負荷通路部(31)と、この負荷転走通路(31)と平行に設けられると共に前記ボール(3)が無負荷状態で転走する無負荷通路部(32)と、これら負荷通路部(31)と無負荷通路部(32)とを連通連結してこれらの間でボールを往来させる一対の方向転換通路部(33)とから構成され、
前記トラック溝(30)はその全周にわたり、前記案内軸(1)に向けた開口幅がボール(3)の直径よりも小さく設定されていることを特徴とする直線案内装置。A large number of balls (3), a guide shaft (1) in which a plurality of rolling grooves (10) of the balls (3) are arranged along the longitudinal direction, and a track groove (30) through which the balls (3) circulate Facing the guide shaft (1), and composed of a slide member (2) movable along the guide shaft (1) as the ball (3) circulates,
The track groove (30) is disposed opposite the rolling groove (10) of the guide shaft (1) and the ball (3) rolls while loading a load (31), The load rolling passage (31) is provided in parallel with the ball (3) and the ball (3) rolls in an unloaded state. ) And a pair of direction change passage portions (33) for moving the ball between them.
The track groove (30) has an opening width toward the guide shaft (1) set to be smaller than the diameter of the ball (3) over the entire circumference.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009534236A JP5570217B2 (en) | 2007-09-27 | 2008-08-12 | Linear guide device |
Applications Claiming Priority (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007251034 | 2007-09-27 | ||
JP2007251034 | 2007-09-27 | ||
JP2007340223 | 2007-12-28 | ||
JP2007340223 | 2007-12-28 | ||
PCT/JP2008/064468 WO2009041176A1 (en) | 2007-09-27 | 2008-08-12 | Linear guide device |
JP2009534236A JP5570217B2 (en) | 2007-09-27 | 2008-08-12 | Linear guide device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2009041176A1 true JPWO2009041176A1 (en) | 2011-01-20 |
JP5570217B2 JP5570217B2 (en) | 2014-08-13 |
Family
ID=40511071
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009534236A Active JP5570217B2 (en) | 2007-09-27 | 2008-08-12 | Linear guide device |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5570217B2 (en) |
TW (1) | TWI452212B (en) |
WO (1) | WO2009041176A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016180475A (en) * | 2015-03-24 | 2016-10-13 | ジヤトコ株式会社 | Torque cam device of automatic transmission |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5499662B2 (en) * | 2009-11-30 | 2014-05-21 | 株式会社ジェイテクト | Ball screw with ball spline |
JP6383553B2 (en) * | 2014-03-28 | 2018-08-29 | 日本トムソン株式会社 | Ball spline |
TWI615557B (en) * | 2017-07-19 | 2018-02-21 | 銀泰科技股份有限公司 | Linear guide |
TWI691655B (en) * | 2019-10-01 | 2020-04-21 | 東佑達自動化科技股份有限公司 | Lubrication duct and sliding table device with lubrication duct |
CN218294212U (en) * | 2022-08-16 | 2023-01-13 | 李权祐 | Ball spline group and ball backflow assembly thereof |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56120817A (en) * | 1980-02-25 | 1981-09-22 | Hiroshi Teramachi | Boundlessly sliding ball spline bearing |
JPH03213714A (en) * | 1990-01-17 | 1991-09-19 | Nippon Thompson Co Ltd | Resin-made direct-acting guide unit |
JPH0456215U (en) * | 1990-09-20 | 1992-05-14 | ||
JP3571911B2 (en) * | 1997-06-16 | 2004-09-29 | Thk株式会社 | Linear motion guide device |
US8016486B2 (en) * | 2004-08-27 | 2011-09-13 | Thk Co., Ltd. | Rolling guiding device |
WO2006028141A1 (en) * | 2004-09-08 | 2006-03-16 | Thk Co., Ltd. | Ball spline device |
JP4601626B2 (en) * | 2004-12-15 | 2010-12-22 | Thk株式会社 | Rolling guide device |
-
2008
- 2008-08-12 WO PCT/JP2008/064468 patent/WO2009041176A1/en active Application Filing
- 2008-08-12 JP JP2009534236A patent/JP5570217B2/en active Active
- 2008-09-25 TW TW097136881A patent/TWI452212B/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016180475A (en) * | 2015-03-24 | 2016-10-13 | ジヤトコ株式会社 | Torque cam device of automatic transmission |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TWI452212B (en) | 2014-09-11 |
WO2009041176A1 (en) | 2009-04-02 |
TW200925450A (en) | 2009-06-16 |
JP5570217B2 (en) | 2014-08-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5570217B2 (en) | Linear guide device | |
JP5265379B2 (en) | Ball spline device | |
JP4331820B2 (en) | Linear motion device spacer and linear motion device using the spacer | |
KR19990044158A (en) | Sliding guide and its end rolling element chain | |
JPS58137616A (en) | Endless sliding ball spline bearing | |
EP2068016B1 (en) | Linear guidance device | |
KR100453615B1 (en) | Positioning device with a solid cylindrical pin | |
US7178982B2 (en) | Retaining device for rolling-element | |
EP0916861A1 (en) | Ball spline unit and method of forming outer cylinder of ball spline unit | |
JPH10110728A (en) | Roller chain | |
JP5373462B2 (en) | Exercise guidance device | |
JP2005188720A (en) | Ball spline | |
JP2006105296A (en) | Roller type linear guide way | |
TWM554527U (en) | Roller spline assembly | |
JP3287688B2 (en) | Ball spline | |
WO2011048892A1 (en) | Motion guiding device | |
JP4568179B2 (en) | Linear motion bearing and retainer | |
JP2012082879A (en) | Motion guide device | |
JPH11344033A (en) | Linear motion guiding device | |
JPS6159017A (en) | Straightly moving roller bearing | |
JP3421946B2 (en) | Cross roller connecting body and linear motion guide device incorporating the cross roller connecting body | |
JP4029754B2 (en) | Ball screw end cap and ball screw | |
JP2002139035A (en) | Linear guide device and manufacturing method therefor | |
JP2007198546A (en) | Rolling element receiving belt, and linear motion guide | |
JP2010078037A (en) | Motion guide device and retainer used therefor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110705 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130108 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130307 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130806 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131004 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20140218 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140519 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20140527 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140624 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140624 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5570217 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |