JPH01126422A - 狭隘形直動案内ユニツト - Google Patents

狭隘形直動案内ユニツト

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JPH01126422A
JPH01126422A JP62284200A JP28420087A JPH01126422A JP H01126422 A JPH01126422 A JP H01126422A JP 62284200 A JP62284200 A JP 62284200A JP 28420087 A JP28420087 A JP 28420087A JP H01126422 A JPH01126422 A JP H01126422A
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JP
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casing
rail
ball
load
return hole
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Kazuhiko Tanaka
一彦 田中
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Nippon Thompson Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/04Ball or roller bearings
    • F16C29/06Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load
    • F16C29/0633Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides
    • F16C29/0635Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides whereby the return paths are provided as bores in a main body of the U-shaped carriage, e.g. the main body of the U-shaped carriage is a single part with end caps provided at each end
    • F16C29/0638Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides whereby the return paths are provided as bores in a main body of the U-shaped carriage, e.g. the main body of the U-shaped carriage is a single part with end caps provided at each end with balls
    • F16C29/064Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides whereby the return paths are provided as bores in a main body of the U-shaped carriage, e.g. the main body of the U-shaped carriage is a single part with end caps provided at each end with balls with two rows of balls, one on each side of the rail

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)

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〕 本発明は多数のボール転動体を含みこれら転動体がトラ
ックレール上を無限直線運動して、上下方向荷重、横方
向荷重、モー°メント荷重などの複合荷重を受けながら
安定した精度と高い剛性の直線運動を行う直動案内ユニ
ットに関し、振動、衝撃を伴う工作機械、産業nポット
などの高い精度を要する各種直線運動機構に利用される
、狭隘形直&lX内ユニットに関する。
〔従来技術〕
ボール転動体を含む直動案内ユニットは例えば同一出願
人により出願された特願昭59−109573号(第5
図参照)には、レール状部材1′と、該レール部材上に
跨がり、摺動自在に載置された断面コ字状のケーシング
2′からなり、該レール状部材1′の両側面部に各々ボ
ール転動用軌道溝を形成し、該ケーシング2′の内面に
は該レールに設けた軌道溝に対応する軌道溝を形成して
、ボールの負荷軌道を該レールとケーシング間に形成し
、該ケーシングには更にこの負荷軌道のそれぞれと平行
に延びるリターン孔7′を形成し、該ケーシングはその
摺動方向両端に固着された側板を有し、咳側板の各々に
はケーシング側の負荷軌道溝と上記リターン孔を直結す
る弯曲した方向転換路5′を存して、ケーシング内に形
成される各リターン孔を、ケーシングの横断面で見て、
負荷軌道にあるボールの位置に関して上部内方に形成し
た直動案内ユニットを開示した。
この新しい構成によって、ケーシングの巾を縮小できそ
れまでには使用できなかった狭い箇所にもユニットを使
用することができる等、大きな効果を発揮することがで
きたが、更に次のような問題があった。
■ 即ち弯曲延長する方向転換路の長さが必要以上に長
くなり過ぎて、逆にボールの移動抵抗が大きくなる。
■ 側板に形成する方向転換路の弯曲形状が複雑になり
、加工コストが増加する。
■ 方向転換路内に入り得るボール個数が増加し、ユニ
ット全体のコストアップとなる。
■ (第5図を参照し)負荷域のボールに対して、リタ
ーン孔が1寸法だけ内方に形成されているが、実用上は
ケーシング内周面と接近しない程度に取付穴を形成する
ことになり、1寸法を大きくしても取付穴の位置を内方
に形成できないという限界が存在する。
従って、方向転換路の長さを短縮すべく、第6図に示す
ように、ケーシング2“の横断面で見て、負荷域にある
ボール10″よりも上部外方にリターン孔7′を形成し
て、方向転換路長さを短くすることが提案された。この
場合負荷ボールの中心を通る垂線に対して45″外方に
リターン孔7#を形成した(方向転換路の長さを短くし
た)場合は、前記先願発明の■や■の問題は解決するが
、軌道溝から徐々に円弧状に方向転換させるための円弧
部分(第6図A視図及びB視図の一点鎖線の円弧部分)
が、方向転換路の長さが短すぎるために、fb1図に示
すようにA視方向で174円弧よりもθだけ短い位置で
反対側のリターン孔からの円弧部分と結合し、軌道面側
とリターン孔側とが接線で結合できなくなる。よって、
この部分でボールを円滑に移動することができなくなっ
てしまうという欠点を伴った。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は上記従来技術の諸欠点を解決し、決められた方
向転換路の側板内の厚みに対して最も滑らかな円弧部分
が形成でき、しかもケーシングの寸法を最小に形成でき
る合理的な位置にリターン孔を形成し、しかも従来技術
に要したよりも少数のボールを使用して高精度で摺動抵
抗の小さな直動寓内ユニットを提供することを目的とし
ている。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の直動案内ユニットは、角柱状レール状部材と、
該レール状部材上に、多数のボールを介して摺動自在に
騎乗組合わされた断面略コ字状のケーシングと、該ケー
シングの摺動方向両端部それぞれに固着された側板とか
らなり、該レール状部材の両側面の一部に、長手方向に
延長するレール側軌道溝および該ケーシングの内面に設
けられ、該レール側軌道溝に対応位置するケーシング側
軌道溝を設け、該対応する両軌道溝によってボール転動
用負荷軌道路を形成し、該ケーシング内部には該ケーシ
ング側軌道溝と平行に延びるリターン孔を形成し、該側
板の各々の内部に配置され該ケ−シング側の軌道溝と該
リターン溝を連結する方向転換路を設けて、該ボール転
動用負荷軌道路及び該リターン孔を連結して、ボール転
動無限循環路を形成した直動案内ユニットにおいて、該
方向転換路は、ケーシングの摺動方向軸に直交する、側
板内の断面において、単一の中心を有する円弧で形成さ
れていると共に、その円弧中心は負荷軌道路にあるボー
ルの中心を通り、レール状部材の、軌道溝を有する側面
と平行な直線上にあるように形成され、該リターン孔を
前記円弧で形成される方向転換路の最大高さのレベルで
ケーシング内に形成することにより、また上記ユニット
において、負荷軌道溝が形成されるレール状部材及びケ
ーシングそれぞれの側面を傾斜面とすることにより、前
記従来技術における問題を解決した。
〔作  用〕
上記のように構成された本発明に係る直動案内ユニット
は、負荷軌道溝を設けるレール状部材の側面乃至それに
対応するケーシングの内面の傾斜角度を大きくすればす
る程、ボール負荷軌道よりも、ケーシング内リターン孔
がケーシング内型に位置でき、ケーシングに形成された
取り付は穴の位置をより内方に形成できると共に、ケー
シングの巾従ってユニット全体の巾を最小に設計できる
しかも、その方向転換路においてボールの円滑かつ抵抗
の少ない転動を保証し、しかも振動、衝撃・下において
も三次元方向あいかなる荷重にも耐える精度の高い直線
運動を行い得る。
〔実 施 例〕
以下本発明を添付図面に基いて説明する。
第1図は本発明のユニットの一具体例を示す投影図であ
る。レール状部材1の断面形状は全体に角柱状をなし、
その断面は略等脚台形状をしており、その傾斜両側面の
長手方向にレール側軌道溝4が形成されている。このレ
ール状部材1と組み合わされるケーシング2にもその下
面にレール状部材1の凸形状に対応して凹欠部が形成さ
れており、その傾斜両側面の各々にケーシング側軌道溝
4′が形成されている。レール側及びケーシング側の両
軌道溝4.4′によりボール転動用負荷軌道路が、レー
ル状部材とこの上に跨乗的に組み合わされるケーシング
間に形成され、これに多数のボール10が負荷下に転動
し、ケーシングをレール状部材1上に摺動自在に保持す
る。
この摺動運動においてこの負荷軌道路内に位置するボー
ルは、第2図に破線で示した方向転換路5へ進み、さら
にケーシング内部に設け、上記ボール転動用負荷軌道路
と平行に延びるリターン孔7へと進行し、かくして負荷
軌道路、リターン孔7及び両者を連結する方向転換路5
により画定される無限循環路を多数のボールが転動する
ことによりレール状部材上をケーシングが自由に摺動す
る。
第3図には、第2図の本発明第1具体例における負荷軌
道路内分の拡大断面図が示され、ここではボールと、レ
ール側及びケーシング側両軌道溝4.4′のそれぞれに
おける接触点は、一方が水平線より30°の位置、他方
が90”の位置に形成されているため、特に下向き荷重
に対して剛性の高いユニットとなっているが、接触点の
角度の設定はユニットの使用目的および使用条件によっ
て任意に行うことができる。
即ち第3図に関して両軌道溝4.4′間に挿入されてい
る各ボールが、少なくともそのボールの中心を通る垂線
上で各軌道溝と接触することにより、下向き方向の耐負
荷能力を最大にすることができる。
第4図は本発明の機構的な構成を示す断面図である。
Ta1図は前記第1具体例を示し、ケーシング2の摺動
方向に延びる軸に対して直角な断面において、負荷軌道
路内のボール10の中心を通り、レール状部材側壁斜面
8に平行な直線y−y上に中心を有する半径rの円弧を
回転中心とした円弧状の方向転換路5が形成される。そ
して、その方向転換路5と連結されるリターン孔7が前
記円弧の最大高さ(hl)のレベルを中心として形成さ
れる。
上記傾斜面8.8′に軌道溝が形成されているため、リ
ターン孔の位置もそれだけケーシングの内方に位!し、
ケーシング2に設ける取付穴6もより内方に形成するこ
とができ従ってケーシングの軌道溝の研削加工を容易に
行うことができる。
fb1図は本願発明の第2具体例を示すものである。
この例ではレール状部材lの垂直な側面に軌道溝が形成
されているため、ボール中心を通る垂直線上に中心を有
し、半径rの円弧で方向転換路を形成し、その円弧の最
大高さ(h2)レベルにおいて、ケーシング内にリター
ン孔7を形成したものである。この例では負荷域にある
ボール10のほぼ真上にリターン孔7が形成されており
、レール状部材1の垂直側面に負荷軌道溝が形成された
場合でも負荷域にあるボール10よりも外方にリターン
孔7が形成されることがないので、ユニット全体を小形
化することが可能となる。
以上のように本発明は、方向転換路内のボールを円滑に
移動させるための必要量゛低限の方向転換路長さを確保
して、無負荷域におけるボール個数を最小にすると共に
、ユニット全体の幅寸法をも最小にすることができる直
動案内ユニットを提供するものである。
本発明を上記第1及び第2具体例に基いて説明したが、
本発明は上記具体例に限定されるものではない。
〔発明の効果〕
■ 無限循環路の無負荷域部分即ち方向転換路及びリタ
ーン孔の長さを短くすることができることから、ボール
個数を少なくすることができる。
■ 直動寡内ユニットの幅寸法を小さくすることができ
、小形化が図れる。
■ 方向転換路が緩やかな円弧路で形成できるためボー
ル転動体の円滑な走行を保証し、直動案内ユニットの摺
動抵抗を小さくすることができる。
Φ ケーシング、ボール等に要する材料が節減でき、ま
た方向転換路、軌道溝等の加工が簡単なため安価に製作
できる。
■ ケーシング側及びレール側の再負荷軌道内のボール
の各々が、少なくともそのボール中心を通る垂線上で各
軌道面と接触することにより、下向き耐負荷能力を最大
にすることができる。
【図面の簡単な説明】
図面に関し、第1図は本発明の第1具体例のユニットの
全体を示す投影図、第2図は第1図の半裁断面正面図、
第3図は第2図の負荷軌道路部分の拡大断面図、第4図
は本発明ユニットの機構的構成を示す図式的正面図で、
(alは第1具体例、−)は第2具体例を示し、第5図
及び第6図は従来技術に係る直動案内ユニットの構成を
断面図でそれぞれ示す。 1− レール状部材、   2−・・ケーシング、3・
・−側板、     4・・−レール側軌道溝、5・・
一方向転換路、 6・〜・取付穴、7−リターン孔、 
8〜・・レール部材側壁斜面、8′・・−ケーシング側
傾斜面  9−ボール。 代理人の氏名   川原1)−穂 第5図 0の

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)角柱状レール状部材と、該レール状部材上に、多
    数のボールを介して摺動自在に跨乗組合わされた断面略
    コ字状のケーシングと、該ケーシングの摺動方向両端部
    それぞれに固着された側板とからなり、該レール状部材
    の両側面の一部に、長手方向に延長するレール側軌道溝
    および該ケーシングの内面に設けられ、該レール側軌道
    溝に対応位置するケーシング側軌道溝を設け、該対応す
    る両軌道溝によつてボール転動用負荷軌道路を形成し、
    該ケーシング内部には該ケーシング側軌道溝と平行に延
    びるリターン孔を形成し、該側板の各々の内部に配置さ
    れ該ケーシング側の軌道溝と該リターン溝を連結する方
    向転換路を設けて、該ボール転動用負荷軌道路及び該リ
    ターン孔を連結して、ボール転動無限循環路を形成した
    直動案内ユニットにおいて、該方向転換路は、ケーシン
    グの摺動方向軸に直交する、側板内の断面において、単
    一の中心を有する円弧で形成されていると共に、その円
    弧中心は負荷軌道路にあるボールの中心を通り、レール
    状部材の、軌道溝を有するレール状部材の側面と平行な
    直線上にあるように形成され、該リターン孔は前記円弧
    で形成される方向転換路の最大高さのレベルでケーシン
    グ内に形成されていることを特徴とする直動案内ユニッ
    ト。
  2. (2)負荷軌道溝が形成されるレール状部材及びケーシ
    ングのそれぞれの側面が傾斜面となつている、特許請求
    の範囲第1項記載の直動案内ユニット。
  3. (3)両軌道溝間に挿入されたボールが、少なくとも該
    ボールの中心を通る垂線上で各軌道溝面と接している、
    特許請求の範囲第2項記載の直動案内ユニット。
JP62284200A 1987-11-12 1987-11-12 狭隘形直動案内ユニツト Granted JPH01126422A (ja)

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