JPH0552217A - ボールチエイン - Google Patents

ボールチエイン

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JPH0552217A
JPH0552217A JP3235563A JP23556391A JPH0552217A JP H0552217 A JPH0552217 A JP H0552217A JP 3235563 A JP3235563 A JP 3235563A JP 23556391 A JP23556391 A JP 23556391A JP H0552217 A JPH0552217 A JP H0552217A
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    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
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    • F16C33/38—Ball cages
    • F16C33/3825—Ball cages formed as a flexible belt, e.g. spacers connected by a thin film
    • 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
    • F16C29/0633—Ball 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
    • F16C29/0635—Ball 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
    • F16C29/0638—Ball 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

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 構造が単純で、製作が容易なボールチェイン
を提供する。 【構成】所定間隔を隔てて一列に配列される複数のボー
ル８の各ボール８の間に介在されるボール保持部材２
と、各ボール保持部材２間を連結する可撓性の連結部材
３と、を具備し、各ボール保持部材２間の連結部材３を
曲げることにより一列のボールを無端状に連鎖可能とし
たことを特徴とする。ボール保持部材２と連結部材３は
射出成形によって一体成形されるもので、ボール８を成
形型内にインサートしてボール８と共に一体成形してな
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はボールのころがりを利用
した直線運動案内装置に用いられるボールチェインに関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種のボールチェインとして
は、たとえば図１５（ａ）および（ｂ）に示すようなも
のがある。すなわち、個々のボール１００を保持する単
位チェイン要素１０１を連結ピン１０２を介して互いに
回動自在に多数無端状に連結して構成されている。
【０００３】単位チェイン要素１０１は、ボール１００
を転動自在に保持する保持穴１０３を設けたリンク板１
０４により構成され、このリンク板１０４の両端を連結
ピン１０２を介して連結して無端状のボールチェインを
構成していた。
【０００４】このボールチェインは、図１６に示すよう
な直線運動案内装置１０５に用いるもので、軌道レール
１０６と摺動台１０７間の互いに対向するボール案内溝
１０８，１０９間にボール１００，…を転動自在に介在
するようになっている。この軌道レール１０６と摺動台
１０７のボール案内溝１０８，１０９は断面Ｖ字形状で
ボール１００が四点接触するゴシックアーチ構成となっ
ている。そして、ボール案内溝１０８，１０９底部には
上記リンク板１０４との干渉を避けるための逃がし溝１
１０が設けられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
従来技術の場合には、各チェイン単位要素を連結ピンを
介して回転自在に連結するものなので、構造が複雑でチ
ェインの製作が極めて面倒であった。
【０００６】本発明は上記した従来技術の課題を解決す
るためになされたもので、その目的とするところは、構
造が単純で、製作が容易なボールチェインを提供するこ
とにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明にあっては、所定間隔を隔てて一列に配列さ
れる複数のボールの各ボールの間に介在されるボール保
持部材と、各ボール保持部材間を連結する可撓性の連結
部材と、を具備し、前記各ボール保持部材間の連結部材
を曲げることにより一列のボールを無端状に連鎖可能と
したことを特徴とする。
【０００８】各ボール保持部材にはボールを摺動自在に
保持するための保持凹部を設けることが好適である。
【０００９】また、ボール保持部材と連結部材は射出成
形によって一体成形するものとし、ボールについても成
形型内にインサートして一体成形することが効果的であ
る。
【００１０】
【作用】上記構成のボールチェインにあっては、各ボー
ル保持部材間の連結部材を曲げることにより一列のボー
ルが無端状に連なる状態に保持し、直線運動案内装置の
無限軌道に装着する。
【００１１】また、このボールチェインの組み立ては、
ボール保持部材間にボールを保持するだけでよく、構成
が簡単で、組み立てが極めて容易にできる。
【００１２】特に、インサート成形によって、ボール
を、ボール保持部材と連結部材と共に一体成形すれば、
組み立て工程が一切不要となる。
【００１３】
【実施例】以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。本発明の第１実施例に係るボールチェインを示す
図１乃至図３(a) おいて、１はボールチェイン全体を示
すもので、このボールチェイン１は、所定間隔を隔てて
一列に配列される複数のボール８の各ボール８の間に介
在されるボール保持部材２と、各ボール保持部材２間を
連結する可撓性の連結部材としての連結板３と、から構
成されるている。
【００１４】ボール保持部材２は、ボール径よりも小径
の扁平な円筒状部材で、その両端面にボール８を摺動自
在に保持するための保持凹部２ａが設けられている。こ
の保持凹部２ａはボール８の球冠部が入り込む球面形状
に成形されている。
【００１５】一方、連結板３はボール８の中心軸線Ｏに
沿って延びる薄板状の部材で、各ボール保持部材２を連
結している。この連結板３は可撓性部材で構成される
が、この実施例では、形状的にその板面に直交する方向
にのみ変形可能となっている。また、連結板３のボール
保持部材２の間のスペースには、ボール８に倣ったボー
ル穴４が開口形成されている。ボール穴４の口縁はボー
ル８となるべく干渉しないように形成することが好まし
い。
【００１６】連結部材としては、このような薄板状の構
成に限定されるものではなく、たとえば図３(b) に示す
ように、ボール列の中心軸線Ｏに対して対称的に設けら
れる左右一対の線状部材５，５により構成してもよい。
この線状部材５，５はボール８の曲率に倣って円弧状に
成形されている。このように線状部材５，５によって連
結部材を構成した場合には、線状部材５，５を通る平面
に対して直交する方向に変形するようになっている。
【００１７】しかして、このボールチェイン１は、図２
に示すように、各ボール保持部材の間の連結板３の部分
が曲がって無端状のボールチェインを構成することがで
きる。
【００１８】ボール保持部材２と連結板３とは射出成形
によって一体成形されるもので、本発明にあっては、図
４に示すように、ボール８を成形型にインサートして、
ボール共々に一体成形している。
【００１９】射出成形用の成形型は、たとえば、図４に
示すように、連結板３の位置で、上型６と下型７とに型
割される。上型６と下型７には、ボール保持部材２と連
結板３を成形するための第１，第２凹部９，１０の他
に、ボール８をインサートするための第３凹部１１を設
けておく。
【００２０】そして、図４(a) に示すように型開きした
下型７の第３凹部１１にボール８をセットし、図４(b)
に示すように型閉めしてキャビティ内に樹脂材料を射出
する。その後、樹脂材料が効果した後に、型開きして成
形品を離型する。
【００２１】このようにすれば、ボールを後から組み込
む工程が不要となり、生産性を飛躍的に高めることがで
きる。この離型時に、端末部のボー保持部材２の保持凹
部２ａを形成するためのボール８´は自動的に外れる。
【００２２】また、ボール保持部材２間に保持されるボ
ール８は、樹脂硬化時の材料の引けによってボール８と
保持凹部２ａ間に微小な隙間が生じるため、摺動抵抗を
小さくできる。
【００２３】図５乃至図７は、上記ボールチェイン１を
用いた直線運動案内装置の一例を示している。
【００２４】この直線運動案内装置は、軌道台２０と、
この軌道台２０に多数のボール８を介して摺動自在に組
付けられる摺動台２１とから構成されている。
【００２５】各ボール８は、摺動台２１に形成された無
限循環路２２に組込まれるもので、この無限循環路２２
は、図８に示すように、互いに平行に延びる直線状の負
荷ボール通路２３と無負荷ボール通路２４と、この負荷
ボール通路２３と無負荷ボール通路２４の両端を結ぶ円
弧状の方向転換路２５，２６とから構成され、この無限
循環路２２にボール８を保持したボールチェイン１が組
込まれる。
【００２６】図示例の直線運動案内装置は、軌道台２０
の左右に２列づつ計４列のボール列を上下左右対称的に
配して上下左右の定格荷重を等しくした四方向等荷重型
のもので、４つの無限循環路２２，…が設けられ、それ
ぞれの無限循環路２２，…に１つづつボールチェイン
１，…が組込まれている。
【００２７】すなわち、軌道台２０の左右側面には、長
手方向に延びる突堤２７，２７を設けると共に、この突
堤の上下両角部にボール転走面２５を設け、一方、摺動
台２１の内側面にこのボール転走面２８に対応するボー
ル転走面２９を設け、これらボール転走面２８，２９間
にボールチェイン１に保持されたボール８が転動自在に
介装されて荷重を支承する。このボール転走面２８，２
９はサーキュラアーク溝であり、ボール８は２点接触し
て転動する。
【００２８】このボール８と各ボール転走面２８，２９
との接触角、すなわち転走面を水平にした状態で左右突
堤２７，２７の中心を通る水平線Ｈ，Ｈに対するボール
８の各ボール転走面２８，２９との接触部の法線方向に
描いた線、すなわち接触角線Ｘとのなす角は、ほぼ４５
度付近にとられている。また、この図示例のものは、左
右の接触角線Ｘ，Ｘ，…は、左右に向って徐々に開く外
開き状になるような接触構造となっている。
【００２９】そして、各無限循環路２２，…の方向は、
ボール８の接触角線Ｘ方向に延びていて、無負荷ボール
通路２４，…はこの接触角線Ｘ上に位置している。
【００３０】また、ボール方向転換路２５，２６は、摺
動台本体２１ａの両端面に取付けられた側蓋２１ｂ，２
１ｂにて形成されている。
【００３１】次に摺動台２１が移動した際のボール８の
動きについて説明する。
【００３２】摺動台２１が軌道台２０に対して移動する
と、無限循環路２２の負荷ボール通路２３の摺動台２１
と軌道台２０のボール転走面２８，２９間を、ボール
８，…が荷重を支承しながら転動し、摺動台２１の移動
方向に移動する。
【００３３】この負荷域のボール８の移動によって、各
ボール保持部材２がボール８と共に摺動台２１の移動方
向に移動し、ボールチェイン１が無限循環路２２内を無
限循環する。このボールチェイン１の移動によって、負
荷ボール通路２３内には摺動台２１の移動方向後側端か
らボール方向転換路２５を通じて順次無負荷ボール通路
２４からボール８が供給される。
【００３４】そして、無限循環路２２の、負荷ボール通
路２３、方向転換路２５，２６および無負荷ボール通路
２４の全行程において、各ボール８はボール保持部材２
にて保持されて、ボール８同士が互いに干渉することな
く整列移動する。
【００３５】方向転換路２５，２６および無負荷ボール
通路２４の孔径は、各チェイン単位要素２の連結部材
３，３がスムーズに移動し得るように、ボール８の径よ
りも大きくなっており、ボール８は方向転換路２５，２
６および無負荷ボール通路２４内を移動する。
【００３６】また、このボールチェイン１は、各ボール
保持部材２間に保持されるボール８の位置において連結
板３が屈曲するので、図９に示す従来のボールチェイン
のように各ボール１００を保持するリンク１０４間の連
結ピン１０２の分のスペースが不要となって、ボール
８，…間のスパンＰを可及的に小さくできるので、負荷
ボール通路２３に数多くのボール８，…を介在させるこ
とができる。したがって、各ボール８，…１つ１つに分
担される荷重を軽減でき、耐負荷荷重を大きくすること
ができる。
【００３７】また、ボール８，…間のスパンＰを小さく
したので、ボールチェイン１の屈折循環路の曲率半径を
可及的に小さくでき、ボール方向転換路２５，２６の曲
率半径Ｒを可及的に小さくできる。その結果、負荷ボー
ル通路２３と無負荷ボール通路２４の間隔Ｌを短くでき
るので、摺動台２１の大きさをより小型化することがで
きる。
【００３８】このように、耐負荷能力が大きく、かつコ
ンパクトで、しかも低重心の直線運動案内装置を実現す
ることができた。
【００３９】なお、この実施例では、ボール転走溝の形
状がサーキュラーアーク溝の場合を例にとって説明した
が、サキュラーアーク溝に限定されるものではなく、た
とえば、図８に示すようなゴシックアーチ溝の場合にも
使用することができることはもちろんである。
【００４０】また、ボールチェインが適用される直線運
動案内装置としては、図示例のようにボールチェインを
無端状にして用いる無限循環タイプだけでなく、直線の
まま使用する有限摺動タイプのものにも使用することが
できる。
【００４１】
【発明の効果】本発明は以上の構成および作用を有する
もので、ボールチェインの組み立ては、ボール保持部材
間にボールを保持するだけでよく、構成が簡単で、組み
立てが極めて容易にできる。特に、インサート成形によ
って、ボールを、ボール保持部材と連結部材と共に一体
成形すれば、組み立て工程が一切不要となり、成形が極
めて容易になるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の一実施例に係るボールチェイン
を示すもので、同図(a) は一部を省略した平面図、同図
(b) は一部を省略した正面図、同図(c) は側面図であ
る。
【図２】図２は図１のボールチェインを曲げた状態の部
分正面図である。
【図３】図３は図１のボールチェインの一部を省略した
斜視図である。
【図４】図４は図１のボールチェインの射出成形工程を
示すもので、同図(a) は型開き状態の要部断面図、同図
(b) は射出時の要部断面図、同図(c) は離型時の要部断
面図である。
【図５】図５は図１のボールチェインを組込んだ直線運
動案内装置の一例を示す縦断面図である。
【図６】図６は図５の一つの無限循環路の断面図であ
る。
【図７】図７は図５の装置の斜視図である。
【図８】図８はゴシックアーチ型のボール転走溝を示す
要部断面図である。
【図９】図９は従来のボールチェインを示し、同図
（ａ）は部分正面図、同図（ｂ）は平面断面図である。
【図１０】図１０は図９のボールチェインを使用した直
線運動案内装置の縦断面図である。
【符号の説明】
１ ボールチェイン ２ ボール保持部材 ３ 連結板（連結部材） ４ ボール穴 ５ 線状部材（連結部材） ６ 上型 ７ 下型 ８ ボール ２０ 軌道台 ２１ 摺動台 ２２ 無限循環路 ２３ 負荷ボール通路 ２４ 無負荷ボール通路 ２５，２６ ボール方向転換路 ０ ボール列の中心軸線

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】所定間隔を隔てて一列に配列される複数の
    ボールの各ボールの間に介在されるボール保持部材と、
    各ボール保持部材間を連結する可撓性の連結部材と、を
    具備し、前記各ボール保持部材間の連結部材を曲げるこ
    とにより一列のボールを無端状に連鎖可能としたことを
    特徴とするボールチェイン。
  2. 【請求項２】 各ボール保持部材にはボールを摺動自在
    に保持するための保持凹部を設けた請求項１記載のボー
    ルチェイン。
  3. 【請求項３】 ボール保持部材と連結部材は射出成形に
    よって一体成形されるもので、ボールを成形型内にイン
    サートしてボールと共に一体成形してなる請求項２記載
    のボールチェイン。
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