JPS5913118A - 無限直線運動用ころ軸受ユニツト - Google Patents

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】 本発明は、多数のころが無限に循環されて軸受が直線運
動を行う無限直線運動用ころ軸受ユニットに関するもの
であり、特に小型化された無限直線運動用ころ軸受を提
供することを目的とする。

従来、工作機械等の特に重量物の直線運動体には、直線
運動用のころ軸受が用いられている。

そのうち、板状の保持器にころが順次回転自在に並んで
保持係止されている有限の直線運動用のころ軸受を用い
るものは直線運動体のストロークに限度があり、ストロ
ークを大としようとすると直線運動用ころ軸受が保持器
に保持拘束されているころの数の増大と共に、特に長さ
方向で大型化する欠点があった。

また保持器に係止されない多数のころが無限に循環され
て直線運動を行いうるころ軸受を用いるものでは、例え
ば第１２図に示すごとく、隣接するこる３０が交互にそ
の軸心を９０’異にする無限直線運動用ころ軸受におい
ては、負荷軌道３１とリターン軌道３２との両直線路の
両端を連通させて、ころ３ｏの方向転換運動を円滑に行
わせる円弧状の方向転換路３３．３３が１第１１図、第
１２図に示すごとく、前記両軌道３１．３２と同一平面
上に配列されており、在来のすべり軸受に比べて軸受の
運動方向と直角な断面で考えると、軸受に剛性を持たせ
るための予圧装置を設けることができず、断面高さ■と
幅Ｗとが大となり、重量も増加し、このため直線運動用
ころ軸受の特長である負荷能力が大であること、起動抵
抗が小さいこと、保守が比較的簡単なこと、予圧できる
こと等の特性が必ずしも生かしきれず、使用分野、用途
にも限界があり、無限直線運動用ころ軸受として小型化
への要望が大であった。

特に、第１図に示すごとく、トラックレール１の垂直な
外側面２と、前記トラックレール１に跨架されて直線運
動を行うケーシング３の垂直な内側面４とに、それぞれ
負荷域である直角Ｖ溝状の軌道面５，６が設けられ、こ
ろ７が無限循環を行う無限直線運動用ころ軸受は、垂直
上方および下方へのいずれの方向の負荷も等しく有効に
受支しうるものであるが、この軸受においては、正方形
孔状のリターン孔は、８ａに示す０°すなわち軌道面５
，６と同一水平面上に設けなければならず、このため、
ケーシング３の幅Ｗは最も大となる欠点を生じ、しかも
この位置は軌道面６の設けられているベアリングプレー
ト９を水平方向に押圧する予圧ボルト１０の位置と重な
るため、垂直な外側面２に軌道面５を設け、垂直な内側
面４に軌道面６を設ける前述の優れた負荷受支性を有す
る軸受は実現することができなかった。

本発明は、直線運動の軸受としての性能が従来のものよ
り優れ、かつ前述の諸欠点のないより小型の無限直線運
動用ころ軸受ユニットを提供するものであり、その構成
について以下図面により説明する。

第１＠、第９図、第１０１ｆｆｉに示す実施例は、左右
に垂直な外側面２を有する断面が略矩形状のトラックレ
ール１上に跨架されて直線運動を行うケーシング３が設
けられている無限直線運動用ころ軸受ユニットであり、
前記ケーシング３の跨架のための垂直な内側面４には、
ベアリングプレート９が螺止ポルト１１により螺締され
、前記ベアリングプレート９の垂直な内側面１２と、こ
れと対峙する前記トラックレール１の外側面２とには、
相対峙する位置にそれぞれ直角Ｖ溝状の直線状である軌
道面６，５が形成され、前記両軌道面６，５により形成
される負荷域には、直径および高さが略等しい多数のこ
ろ７が、相瞬接するころ７の軸心を９００異にして装着
され、前記軌道面６の斜上外方には、該軌道面６と平行
してリターン孔８が穿設され、前記ケーシング３の前後
の両端には側板１３が螺止ボルト１４により螺締されて
いる。前記側板１３は、第７図、第８図、第１０図に示
されるごとく、上側板１３ａおよび下側板１３ｂよりな
り、前記上下両側板１３ａ、１３ｂの当接面１５の位置
に、軌道面５，６とリターン孔８との平行な面直線路の
両端を連通させて、ころ７の方向転換運動を円滑に行わ
せるための、軸方向すなわちころ軸受の進行方向に対し
円弧曲線状の方向転換路１６が形成されている。前記当
接面１５は、ころ軸受の進行方向と直角な面への投影形
状が第７図、第１０図に示すごとく円弧曲線状とされて
おり、前記方向転換路１６も、ころ軸受の進行方向と直
角な面への投影形状も、前記当接面１５と同様に円弧曲
線状とされている。

前述のごとく側板１３が上側板１３ａと下側板１３ｂと
に分けて形成されているのは、軸方向および軸と直角方
向のいずれに対しても円弧曲線状、すなわち立体円弧曲
線状の方向転換路１６の工作を容易とするためのもので
あり、該方向転換路１６の形成が可能であれば、側板１
３は一体形成されたものでよいことは勿論である。

前記上側板１３ａと下側板１３ｂとは、当接面１５にお
いて当接され、ボルト１７により螺締される。

ころ７０予圧調整、従ってベアリングプレート９のケー
シング３に対する位置調整は、予圧調整装置により行わ
れ、第１図に示される実施例においては、予圧ボルト１
０および楔１８により、楔１８を昇降することによりベ
アリングプレート９を押圧して行われ、第１０図に示す
実施例においては、予圧ボルト１０によりベアリングプ
レート９を直接押圧することにより行われる。前記軌道
面６に対するリターン孔８の位置および姿勢ならびに方
向転換路１６の経路決定は次のごとくにして行われる。

第１図、第１０図に示すごとく、ケーシング３０下端付
近には、ベアリングプレート９の予圧用の予圧ボルト１
０が、ケーシング３の側面からベアリングプレート９に
達するように設けられており、該予圧ボルト１０の軸心
は、軌道面６と略同−水平面上にある。

またケーシング３の上部には、第１図、第９図、第１０
図に示すごとく、該ケーシング３を水平方向に略貫徹し
てグリース孔１９が穿設され、一端にグリースニップル
２０が係止すれ、前記グリース孔１９はリターン孔８に
給油のため、枝管２１で連通されている。

前記予圧ボルト１０が存在するため、リターン孔は、第
１図の８ａに示すごとく、予圧ボルト１０と重合する位
置には形成することができない。同様に、８ｆ、８ｇ、
８ｈのごとぐ、グリース孔１９と重合する位置にも形成
することができない。すなわちリターン孔８の形成位置
は、予圧ボルト１０とグリース孔１９との中間の位置に
制限される。

次に方向転換路１６は、前述のごとく、負荷域である軌
道面５，６に挾持されているころ７を導いて、第２図に
示すごとく、リターン孔８にまで１８００方向転換させ
る通路であり、ころＩを円滑に方向転換せしめうるため
には、方向転換路１６は円弧状とする必要があり、その
軸心円弧の半径なｒとすれば、ころＩの形状、大小によ
り、ｒの最小値に限度がある。方向転換路１６中のころ
７の中心の方向転換の移動長をＬとすれば Ｌ＝π丁 である。

前述のごとくリターン孔８の穿設位置は予圧ボルト１０
およびグリース孔１９に重合しない中間位置、すなわち
第１＠に示す８ｃｓ８ｄｍ８ｅの間に示される位置に定
められなければならぬ。しふも、方向転換路１６により
転動するころ７が上下方向にも円滑に方向転換せしめら
れなければならない。従って方向転換路１６のころ軸受
の進行方向と直角な面への投影形状も、第１図、第５図
に示すごとく、円弧曲線状に形成されなければならない
。

前述の円弧曲線状の方向転換路１６中のころ７の方向転
換に必要なころ７の中心の最小移動長は、リターン孔８
の位置如何に拘らず略一定であると考えられる。従って
方向転換路１６のころ軸受の進行方向と直角な面への投
影長さも同長である。

方向転換路１６は、第５図に示すごとく、ころ７の中心
の位置で、ＣＤ間の水平転換部分１ＤＢ間の立体転換部
分およびＥ、Ｆ間の平面転換部分とよりなる。

第１＠に示すごとく、負荷域のころ７は、負荷域の両端
付近においては、第５図、第６図に示される保持器２３
の離脱部２４に案内されて水平方向に移動し、軌道面５
から離れ、その中心位置が垂線Ａ上のＣの位置から垂線
Ｂ上のＤの位置に円弧曲線状に移動する。ころＩの径お
よび高さをｄとすれば、第３図に示すごとく、垂線Ａお
よび１間の距離は略ｖ反である。前記垂線Ｂ上のＤの位
置に中心が達したころ７は、保持器２３から離れ、第７
図、第８図に示すごとき側板１３の方向転換路１６によ
り案内されて、第３図に示すごとく、次第に軸心方向を
転換し、ころＩの中心位置がＥ点に至るまで立体円弧曲
線上を移動する。

立体円弧曲線および同曲線上の点Ｅは次のごとくして求
められる。

前述のごとくころ７の中心の移動経路の、第１図に示す
円弧ＤＢの投影長をＫとすれば、Ｋは一定であり、Ｅ点
は垂線Ｂ上に中心０を有する半径孔の円弧上にある。該
円弧ＤＢの中心角をθ０とすれば、 例えば、Ｋ＝５５Ｔｎｍとすれば θ０　　　　　Ｒ關 １０　　：　　３１１＋、８８０ １５　　：　　２０９．９２０ ２０　　：　　１５７．１＋１＋０ ２５　　：　　１２５．９５２ ３０　　：　　１０キ９６０ ３５　　：　　、８９．９６６ １＋０　　：　　　７８．７２０ ４５　　：　　　、６９．９７３ ５０　　：　　　６２．９７６ ５５　　：　　　５７．２５１ ６０　　：　　　５２．ｌ＋８０ ６５：Ｉ＋８．ヰＩ＋３ ７０　　：　　　４＋＋、９８３ ７５　　：　　　４１．９８４ ８０：３９．３６０ θＯＲｌｎｍ ８５　　　：　　　３７．０４５ ９０　　　：　　　３１４−．９８７ 前述のごとくして求められたθ、Ｒにより点りより円弧
を画けば、各円弧の終点が点Ｅとなる。点Ｅにおいて、
各円弧の切線方向に対角線の１つを有し、−辺がｄの長
さの正方形であるリターン孔を画けば、第１図に示すご
とく、リターン孔８ａｓ　　８ｂ＋　Ｂａａ　　８ｄｔ
　　８ｅｔ　　８ｆｓ８ｇ、８ｈが１０°おきの角度で
求められる。

平面とＰｉｏの角度を有している。前記対角線はそれぞ
れの円弧の点Ｅにおける切線であり、該対角線と水平面
とのなす角度は各円弧の中心角θ０に等しい。第１図に
示す各リターン孔８ａ・・・・・・８ｈには前記角度θ
０を傍記しである。

前記対角線の中点をＦとすればＢＦはころ７の中心の前
述の平面転換部分である。従ってころ７の中心位置は、
Ｅ点ふらＦ点に至るまでは、水平面と前記所定の角度θ
０を保つ平面上に画かれる前記ＣＤ間と略同−の曲率半
径を有する円弧曲線上を、前記ＣＤ間の投影距離ｄ／Ｖ
’Ｔに略等しい投影距離だけ移動し、中心位置がＦ点に
至って、ころ７はその軸心をθ０だけ転換して、リター
ン孔８に円滑に転動しつつ到達する。

第１図に示す実施例においては、θ＝０〜２０’の範囲
にリターン孔を穿設すると予圧ボルト１０と重合し、θ
−７００〜９０°の範囲にリターン孔を穿設するとグリ
ース孔１９と重合することが明らかであり、この実施例
においては、θ−３０°〜６０°の範囲がリターン孔の
穿設位置として適当である。

前記θ−３００〜６０°の範囲にリターン孔が穿設され
れば、前記のＷおよび■をいずれも小とすることができ
、無限直線運動用ころ軸受ユニットとしても小型にする
ことが可能となる。

前述のごとく、方向転換路１６は、水平面上の円弧曲線
よりなる水平転換部分と、立体円弧曲線よりなる立体転
換部分とθの角度をなす平面上の円弧曲線よりなる平面
転換部分とよりなり、前記３部分の円弧曲線の長さ、半
径を、ころの径、高さに対応して、それぞれ適正なもの
を選択して組合わせることにより位置および対角線の方
向の異なる軌道面５，６とリターン孔８とを連結してこ
ろ７を円滑に無限循環させることが可能である。

第１図、第５図、第６図、第９図、第１０図に示す保持
器２３は、トラックレール１からケーシング３を取外し
た場合、該ケーシング３からのころ７の脱落を防止する
役目と、前述のごとく軌道面５．６間の負荷域に挾持さ
れるころ７を離脱部２４において水平円弧曲線状に離脱
案内する役目とを有する。

第７図、第８図、第９図、第１０図に示す側板１３は、
保持器２３の離脱部２４により負荷域から離脱したころ
７をリターン孔８に円滑に方向転換しつつ案内する方向
転換路１６が設けられ、ベアリングプレート９およびケ
ージ〉・グ３のリターン孔８の両端部分に当接して取付
けられている。

なお、第１Ｉ図は前述のＲを一定とし、θのみを変えた
場合のリターン孔８の位置および姿勢の関係ケ示し、正
方形断面のリターン孔８の一方の対角線は、方向転、換
路１６の中心円弧の接線方向にあることを示している。

また第１０図に示すごとく、ケーシング３へのリターン
孔８の穿設には、該リターン孔８０対角線より小径の下
孔３４を穿設した後、ブローチ等によりリターン孔８を
削成し形成してもよい。

なお、前述の実施例においては、トラックレールの外側
面と、ケーシングの内側面とが、共に垂直面として相対
峙している無限直線運動用ころ軸受ユニットについて説
明したが、前記相対峙する両側面が傾斜面とされている
ころ軸受ユニットであり、リターン孔の位置が、ころの
負荷域である軌道面の位置に対し、前記両側面の垂直方
向にない場合のころの方向転換路についても実施しうろ
ことは勿論である。

前述の方向転換路の構成とすることにより、無限直線運
動用ころ軸受ユニットとしては最も小型なケーシングな
実現することができ、軸受ユニット全体を負荷能力を変
えることなく、コンパクトにすることが可能となり、シ
カもころの方向転換路における移動抵抗を極めて小さく
することができ、予圧装置を適確な位置に設けることに
より剛性の高い軸受となり、小型化したにも拘らず軸受
ユニットとしての摺動抵抗。

駆動トルクを極めて小さくすることができたものである
。

本発明は、特許請求の範囲に記載された構成をなすもの
であり、無限直線運動用ころ軸受ユニットであって、こ
ろの方向転換路が、ころ軸受のケーシングの進行方向と
直角な面への投影形状も円弧曲線状とされており、ころ
の軌道面に対しリターン孔を同一平面上と異なる位置で
ある斜上方に設けることが可能となり、予圧装置および
グリース孔を設けることができる上に、ケーシングおよ
びトラックレールを含む無限直線運動用ころ軸受ユ・１
ニツトとしての幅および高さを、軸受ユニットとしての
負荷能力を減することなく、小型化することが可能とな
り、し力１も摺動抵抗、駆動トルクを極めて小さく保持
することが可能となったものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の部分立面断面図、第２＠はθ−０°の
ときの方向転換路平面図、第３＠はθ−４５°のときの
方向転換路立面図、第４図は軌道面とリターン孔との立
面位置説明図、第５図は保持器側面図、第６図は第５図
中■−■線断面図、第７図は側板立面図、第Ｆ３図は第
７図中■矢視側面図、第９図は左半分に第１０１ｆｆｌ
中■−Ｄ１３断面および螺圧ボルト部分断面を含む側面
図、第１０図は右半分に第９図中Ｘ−Ｘｌ５断面を含む
立面図、第１１図は従来例の断面図、第１２図は第１１
図中Ｘ…−別線部分断面図である０ ３：ケーシング、５，６：軌道面、７：ころ、８：リタ
ーン孔、１６二方向転換路。 特許出願人 日本トムソン株式会社 代理人　市　川　　理　吉 同　　　遠　　藤　　　達　　也 （１９） 第２図 ７ 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 多数のころか無限に循環されて軸受が直線運動を行いつ
   るころ軸受において、ケーシングの負荷軌道とリターン
   孔との両直線路の両端を連通させて、ころの方向転換運
   動を円滑に行わせるため、軸受の進行方向に対し円弧曲
   線状に反転する方向転換路がころ軸受の進行方向と直角
   な面への投影形状も円弧曲線状とされていることを特徴
   とする無限直線運動用ころ軸受ユニット。