JPS6343607B2 - - Google Patents

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JPS6343607B2
JPS6343607B2 JP59237589A JP23758984A JPS6343607B2 JP S6343607 B2 JPS6343607 B2 JP S6343607B2 JP 59237589 A JP59237589 A JP 59237589A JP 23758984 A JP23758984 A JP 23758984A JP S6343607 B2 JPS6343607 B2 JP S6343607B2
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roller rolling
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    • F16C29/065Ball 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 rollers
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は工作機械のテーブルサドル及びマシニ
ングセンターのスライド面、あるいは重量物を支
承して往復動する搬送用ロボツトのスライド面等
に使用するのに有効な直線運動ローラーベアリン
グに関する。
(従来の技術) 従来のこの種直線運動ローラーベアリングとし
ては、長手方向に延びる横断面略台形状の軌道台
に1条の円筒状ローラーを介在させて溝形断面の
ベアリング本体を長手方向に摺動自在に搭載し、
軌道台とベアリング本体とに相対向して設けられ
たローラー転走溝間に配置されるローラーの転走
をリテーナーにより案内して該ローラーのスキユ
ー(ローラーの倒れ)を防止するようにしたもの
が知られている。
(発明が解決しようとする問題点) ところで、上記従来の直線運動ローラーベアリ
ングにおいては、浮上り方向荷重やラジアル方向
荷重に十分対抗できないばかりでなく、リテーナ
のローラー案内孔の両側面をローラーの側面に当
接させてローラーのスキユーを防止しているの
で、リテーナの形状が複雑になつて製作が難かし
くなるとともに、リテーナの僅かな製作誤差や捩
れ等によつてもローラーとリテーナの案内溝側面
とが過剰に干渉してローラーの円滑な転動を妨げ
易いという問題点があつた。
そこで、リテーナを省いて、ローラーのスキユ
ー防止のため、ベアリング本体に形成されるロー
ラー転走溝の深さを大きくしてその両側面により
ローラーのスキユーを防止することが考えられる
が、この場合には、ローラー転走溝を高精度で形
成しなければならずコストアツプ要因になる上、
ベアリングの組立、分解時に、ローラーが脱落し
てしまうため組立、分解作業が面倒で非能率的に
なる。
本発明は上記諸問題に着目してなされたもの
で、その目的とするところは、浮上り方向荷重や
ラジアル方向荷重のみならず、あらゆる方向から
の荷重を支承でき、且つ負荷ローラー用の凹溝の
形成および加工が容易であると同時に、リテーナ
の形状を簡素化してその製作を容易に行ないうる
ようにしてコストダウンを可能にした直線運動ロ
ーラーベアリングを提供することにある。
(問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するため、本発明にあつては、
ベアリング本体の内周面の中央部および両側部に
1条の中央凹溝と2条の側部凹溝とを長手方向に
設け、該中央凹溝の左右両側に軌道台の負荷ロー
ラー転走面に対面させて2条の負荷ローラー転走
面を形成するとともに、各側部凹溝の一側に前記
軌道台の負荷ローラー転走面に対面させて1条の
負荷ローラー転走面を形成し、中央凹溝および両
側部凹溝に設けた4条の負荷ローラー転走面とこ
れに対応する軌道台の負荷ローラー転走面間に4
列のローラーが介在させ、且つ前記ベアリング本
体に形成される無負荷ローラー転走路を、前記負
荷ローラー転走面間を転動するローラーの接触角
方向線上に配置し、更にベアリング本体と摺動台
間に設けたリテーナと前記中央凹溝および側部凹
溝の一側面とにより負荷ローラー転走面間の負荷
ローラーを案内保持するように構成した。
(実施例) 以下、添付図面を参照して本発明に係る直線運
動ローラーベアリングの実施例について説明す
る。
まず、第1図乃至第17図は本発明の第一実施
例を示している。第1図乃至第8図において、1
はベアリング本体の全体を示すもので、このベア
リング本体1は剛性を有するとともに切削、研削
加工や表面硬化処理等の容易な鋼材等よりなる溝
形断面のブロツク体よりなり、その中央下方に略
長方形状の中央凹所2を備えているのと同時に、
この中央凹所2を挾んでその左右にスカート部
3,4を有している。
ベアリング本体1の内周面の中央部および両側
部には、断面略矩形状の1条の中央凹溝5と2条
の側部凹溝6,6が長手方向へ左右対称に形成さ
れ、またスカート部3,4の中実部にはローラー
の横幅よりも大きな直径を有する略円形断面の貫
通孔7〜10が長手方向に穿設されている。而し
て第3図および第6図に示されるように、上記の
貫通孔7〜10は、後述する軌道台の作用力線X
−Xに対して角度30度をなす基準線Y−Yと角度
60度で交差する交差線Z上に対称的に位置してい
る。
第3図および第6図に示されるように、ベアリ
ング本体1の上記中央凹溝5の底面両側部には横
断面円弧状の2条の負荷ローラー転走面13,1
5が長手方向に沿つて形成され、また上記側部凹
溝6,6は中央凹所5に面する側を開放されてい
るとともに斜め上方に面するように傾斜した底面
の一側部には横断面円弧状の2条の負荷ローラー
転走面14,16が長手方向に沿つて形成されて
いる。而して前記中央凹溝5の両側面5a,5a
および各側部凹溝6の一側面6aは、後述する樽
形の球面ローラーBの転動時にその一方の側端面
を案内するようになつている。また、負荷ローラ
ー用転走面13〜16は軌道台18の作用力線X
−Xに対して角度30度をなす基準線Y−Yと角度
60度で交差する交差線Z上に対称配置されてい
る。さらに、ベアリング本体1の内周面には、中
央凹溝5と両側部凹溝6,6との間に2条のリテ
ーナ嵌合溝11,12が長手方向に沿つて穿設さ
れている。
ベアリング本体1の前記貫通孔7〜10には、
合成樹脂やアルミニウム等からなる管状体7a〜
10aが挿入され、それら各管状体7a〜10a
の外周形状は前記貫通孔7〜10の断面形状に略
等しく、またその内周面には横断面略矩形状の無
負荷ローラー転走路7b〜10bが形成されてい
る。第9図および第10図に示すように、各管状
体7a〜10aは長手方向中央部で二つ割りにさ
れるとともに、その両端部には縦断面略半円形で
正面形状が略方形の舌片7c〜10cが一体に形
成され、これら舌片7c〜10cは、球面ローラ
ーBが負荷ローラー転走面13〜16から無負荷
ローラー転走路7b〜10bへ、あるいはその逆
方向に移動する際にその転動を円滑に案内すると
ともに、各管状体7a〜10aをベアリング本体
1の貫通孔7〜10に挿入する際に、該管状体7
a〜10a内の矩形断面の無負荷ローラー転走路
7b〜10bを対応する負荷ローラー転走面13
〜16に対して正確に位置決めするように働く。
またベアリング本体1に、管状体7a〜10a挿
入用の大きめの貫通孔7〜10を穿設する際に
は、貫通孔7〜10の加工精度は低くてもよいの
で穴明け加工の作業能率が良い。さらに、管状体
7a〜10aを鋼材等に較べて柔らかい合成樹脂
やアルミニウムから形成することにより、管状体
7a〜10a内の無負荷ローラー転走路7b〜1
0bを球面ローラーBが転動する際の騒音を大幅
に減少させることができる。
18は前記ベアリング本体1の中空凹所2内に
嵌挿される軌道台で、ボルト等の固定手段を用い
て工作機械等の可動部または固定部に取付けられ
る。而してこの軌道台は、第2図、第10図及び
第11図に示されるように、左右突条18a,1
8bの上下端に中央及び両側部凹溝5,6,6の
負荷ローラー転走面13〜16と対応して軸方向
へ延びる負荷ローラー転走面19〜22を有して
おり、これ等両負荷ローラー転走面13〜16,
19〜22によつて4条の直線状の負荷ローラー
通路が形成されている。さらに軌道台18の負荷
ローラー転走面19〜22も、第1図および第3
図に示すように、中央及び両側部凹溝5,6,6
の負荷ローラー転走面13〜16と同様に、負荷
ローラーB1と該負荷ローラー転走面19〜22
との接触角度β1、β2(ベアリング本体の垂直な中
心軸線Oに直交する基準面Pと負荷ローラーBの
接触角方向線lとのなす角度)はそれぞれ90度お
よび30度になつている。
Bは前記ベアリング本体1と軌道台18間に介
在せしめられて循環移動する樽形の球面ローラー
で、ベアリング本体1および軌道台18の負荷ロ
ーラー転走面13〜16と、19〜22内を転動
して負荷される負荷ローラーB1、前記ベアリン
グ本体1の無負荷ローラー転走路7b〜10b内
を転動する無負荷ローラーB2を含んでいる。な
お負荷ローラーB1と無負荷ローラーB2の相違は、
同一のローラーが負荷領域を転動しているか、ま
たは無負荷領域を転動しているかの差異を示して
いるにすぎない。また、ローラーBの球形外面の
曲率は円弧状の負荷ローラー転走面19〜22の
曲率よりもやや大きくなつている。
23,24はボルト等の固定手段によつて前記
ベアリング本体1の前後端面に被着される側蓋
で、合成樹脂材料またはダイカスト合金を用い
て、射出成形法またはダイカスト鋳造法により製
作される。而して第14図乃至第17図により、
上記側蓋23,24の構成を一方の側蓋23につ
いて説明すると、断面略溝形の蓋体よりなる側蓋
23は、その中央部に略長方形の中空凹所25を
備えており、また該中空凹所25を挾んでその左
右にスカート部26,27を設けているのと同時
に、該各スカート部の内周端縁に左右対称の凹溝
28,29を形成することによつて、前記ベアリ
ング本体1の内周形状と相似する形状となつてい
る。さらに側蓋23は、蓋体の内面に、蓋体の外
面側へ湾曲状に窪まされたローラー方向変換溝3
0a′,30a″と30b′,30b″を有している。該
各ローラー方向変換溝30a′,30a″と30b′,
30b″の配置関係について更に詳述すると、これ
らローラー方向変換溝30a′,30a″,30b′,
30b″は、第15図に示されるように、軌道台1
8の作用力線X−Xに対して角度30度をなす基準
線Y−Yと角度60度で交差する交差線Z上に配置
されていて、該交差線Z沿いに所定の長さで延び
ている。而して各ローラー方向変換溝30a′,3
0a″,30b′,30b″の始端はベアリングレース
11,12および軌道台18の負荷ローラー転走
面13〜16,19〜22の端部と対応してお
り、またその終端はベアリング本体1の無負荷ロ
ーラー転走路7b〜10bの溝端と対応してい
る。
要するに該ローラー方向変換溝30a′,30
a″と30b′,30b″は、その始端を前記負荷ロー
ラー転走面13〜16,19〜22と連通せしめ
られると同時に、その終端を前記無負荷ローラー
転走路7b〜10bと連通せしめられている。従
つてこのローラー方向変換溝を備えた側蓋23に
よつて、相互に対応する関係にある負荷ローラー
転走面13〜16,19〜22と無負荷ローラー
転走路7b〜10bの前方側が連絡される。一方
負荷ローラー転走面13〜16,19〜22と無
負荷ローラー転走路7b〜10bの他方側は、前
記した一方の側蓋23と同一の構成を有する他の
側蓋24によつて連絡すれば、例えば任意の負荷
ローラー転走面13,19と任意の無負荷ローラ
ー転走路7b〜10bによつてローラーの循環移
動通路が形成されることになる(第5図参照)。
33,34は側蓋23の内面に設けられた、後
述するリテーナの断面形状と同形状の係止溝で、
この係止溝33,34はその山形の傾斜面におい
て前記ローラー方向変換溝30a′,30a″,30
b′,30b″の始端を横切るように形成されてい
る。他方の側蓋24の内面にも同一の構成を有す
るレース保持溝31,32と係止溝33,34が
設けられている。
35,36は負荷ボールB1の転動移行を案内
する左、右各一対のリテーナで、帯状鋼板をベア
リング本体1の内周面に沿つて屈曲させるととも
に長手方向に沿つて断面略L字状のローラー保持
部35a,36aが形成され、そのローラー保持
部35a,36aの底面にはローラーBが脱落し
ない程度のスリツト35b,36bが形成されて
いるのと同時に、これ等スリツトの両端には舌片
35c,36cが形成されている。これ等舌片3
5c,36cは、負荷ローラー転走面13〜1
6,19〜22を転動移行してきたローラーを掬
い上げた後、これをボール方向変換溝30a′,3
0a″と30b′,30b″内へ送り込む作用をなし、
直線方向から回転方向へのローラー方向転換をス
ムーズに行わせるものである。また、ローラー保
持部35a,36aは樽形ローラーBの側端面の
高さ(直径)と略等しい長さの側壁35d,36
dを有し、これら側壁35d,36dと中央凹溝
5および側部凹溝6,6の側面5a,6aにより
ローラーBの転動を案内するとともにそのスキユ
ー(中心軸ぶれ)を防止している。而してこれら
のリテーナ35,36はその両端部を前記側蓋2
3,24の係止溝33,34………に係合せしめ
られ、これによつて側蓋23,24に固定され
る。前述したように、これ等舌片35c,36c
はローラーを直線方向から回転方向へ誘導する作
用をなすので、その強度および剛性が非常に重要
であり、このためリテーナ35,36にタフトラ
イド処理等の熱処理を施すことによつて剛性をも
たせるのが望ましい。
そして、リテーナ35,36をベアリング本体
1内に嵌挿し、その両端を側蓋23,24で固定
した際、前記スリツト35b,36bの中心軸線
と前記負荷ローラー転走面13〜16,19〜2
2の中心軸線は同一直線上にあるものとする。
以上の構成よりなる本発明の作用について説明
すると、例えばマシニングセンター(図示せず)
の軌道台18に本発明の直線運動ベアリングユニ
ツトを組み込み、ベアリング本体1上に所要の機
械器具をセツトした後、ベアリングユニツトを前
進、後退させると、ベアリング本体1と軌道台1
8の負荷ローラー転走面13〜16と19〜22
によつて挾持された状態にある負荷ローラーB1
はリテーナ35,36によりスキユーを防止され
ながら一方向へ走行する。やがて負荷ローラー
B1は、リテーナ35,36の一方側舌片35c,
36cにより掬い上げられた後、側蓋24のロー
ラー方向変換溝30a′,30a″と30b′,30
b″により直線方向から回転方向へ方向転換され、
ベアリング本体1の無負荷ローラー転走路7b〜
10b内に送り込まれ、無負荷ボールB2となる。
この際、各ローラー方向転換溝は負荷ローラー
B1の接触角方向線lに沿つて形成されているの
で、負荷ローラーB1の方向転換は横滑り等を生
ずることなく極めてスムーズに行なわれる。しか
る後無負荷ローラー転走路7b〜10b内を走行
した無負荷ローラーB2は反対側の側蓋23に形
成したローラー方向変換溝30a′,30a″と30
b′,30b″によつて直線方向から回転方向へ方向
転換させられ、再びベアリング本体1と軌道台1
8の負荷ローラー転走面13〜16,19〜22
内に回帰し、負荷ボールB1となる。以後、同一
の動作でもつて整列循環を繰り返すものである。
尚、以上の実施例の説明では、無負荷ローラー
転走路7b〜10bを管状体7a〜10aの内周
面により形成した場合について述べたが、無負荷
ローラー転走路7b〜10bはベアリング本体1
に直接穿設して形成してもよい。
第18図は本発明の第二実施例を表わしてお
り、この実施例では、ベアリング本体1側の負荷
ローラー転走面13〜16および軌道台18側の
負荷ローラー転走面19〜22は共に軌道台18
の作用力線X−Xに対して角度45度で交差する交
差線Z上に対称配置されており、従つて負荷ロー
ラーB1と負荷ローラー転走面13〜16,19
〜22との接触角度β1、β2(ベアリング本体1の
垂直な中心軸線Oに直交する基準面Pと負荷ロー
ラーBの接触角方向線lとのなす角度)は45度に
なつており、またベアリング本体1の貫通孔7〜
10は、後述する軌道台18の作用力線X−Xに
対して角度45度で交差する交差線Z上に対称的に
配置されている。この第二実施例の上記以外の構
成および作用は前記第一実施例と略同様であり、
同様の部材には同一の符号を付した。
第19図乃至第32図は本発明の第三実施例を
示している。この実施例について、前記第一実施
例と同一の部材には同一の符号を付して説明する
と、これは、リテーナの形状を第一実施例のもの
に較べて簡素化したものである。すなわち、ベア
リング本体1の中央凹溝5には横断面略倒コ字状
の長手方向に延びる中央リテーナ40がビス4
1,41………等により固着され、該中央リテー
ナ40の略直角に折曲げられた両側面40a,4
0aと中央凹溝5の両側面5a,5aとにより2
列の負荷ローラーB1を案内保持するようになつ
ており、またベアリング本体1の両側部凹溝6,
6の開放端に隣接する内周面には、横断面が略Z
字状を呈するように階段状に折曲げられた2個の
側部リテーナ42,42がその一側面42a,4
2aにおいてビス43,43………等により長手
方向に固着され、該各側部リテーナ42の他側面
42bと各側部凹溝6の一側面6aとにより負荷
ローラーBを案内保持するようになつている。こ
の第三実施例の上記以外の構成および作用は前記
した第一実施例と略同様であるのでその詳細な説
明は省略する。
第33図は本発明の第四実施例を表わしてお
り、この実施例では、ベアリング本体1側の負荷
ローラー転走面13〜16および軌道台18側の
負荷ローラー転走面19〜22は共に軌道台18
の作用力線X−Xに対して角度45度で交差する交
差線Z上に対称配置されており、従つて負荷ロー
ラーB1と負荷ローラー転走面13〜16,19
〜22との接触角度β1、β2(ベアリング本体1の
垂直な中心軸線Oに直交する基準面Pと負荷ロー
ラーBの接触角方向線lとのなす角度)は45度に
なつており、またベアリング本体1の貫通孔7〜
10は、後述する軌道台18の作用力線X−Xに
対して角度45度で交差する交差線Z上に対称的に
配置されている。この第四実施例の上記以外の構
成および作用は前記第三実施例と略同様であり、
同様の部材には同一の符号を付した。
(発明の効果) 本発明に係る直線運動ローラーベアリングは以
上の構成および作用を有するもので、中央凹溝に
設けた2条の負荷ローラー転走面とこれに対応す
る軌道台の負荷ローラー転走面間に介在される2
列のローラーおよび両側部凹溝に設けた2条の負
荷ローラー転走面とこれに対応する軌道台の負荷
ローラー転走面間に介在される2列のローラーに
よつて、浮上り方向荷重やラジアル方向荷重のみ
ならず、あらゆる方向からの荷重を十分に支承で
きる。また、ベアリング本体と摺動台間に設けた
リテーナと前記中央凹溝および側部凹溝の一側面
とにより負荷ローラー転走面間のローラーを案内
保持するようにしたので、凹溝の両側面でローラ
ーを案内保持する場合に較べて中央凹溝および側
部凹溝の加工精度の要求は低くなり、従つてそれ
らの凹溝の作成が容易になり溝加工の作業能率を
改善してコストダウンを図ることができるととも
に、リテーナのみでローラーを案内保持する場合
に較べてリテーナの形状を簡素化することができ
ると同時にその剛性に対する要求も低くなるの
で、リテーナを簡単容易に且つ安価に製作するこ
とができる。さらに、ベアリング本体に形成され
る無負荷ローラー転走路を負荷ローラー転走面を
転動するローラーの接触角方向線上に配置したの
で、ローラーが負荷ローラー転走面から無負荷ロ
ーラー転走路へ、あるいは逆方向に移動する際
に、横滑り等を生じることなく、スムーズに移動
方向の転換を行なうことができ、従つてローラー
に無理な荷重が加わるようなことはないのでロー
ラーの耐久性を著しく向上し得るものである。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第17図は本発明に係る直線運動ロ
ーラーベアリングの第一実施例を示すもので、第
1図は全体正面図、第2図は全体側面図、第3図
は第2図−線断面図、第4図は第3図−
線断面図、第5図は第3図−線断面図、第6
図はベアリング本体の正面図、第7図はベアリン
グ本体の平面図、第8図は第6図−線断面
図、第9図は管状体の縦断面図、第10図は管状
体の正面図、第11図はリテーナの正面図、第1
2図はリテーナの側面図、第13図は第12図
−線断面図、第14図は側蓋の平面図、第
15図は側蓋の正面図、第16図は第15図
−線断面図、第17図は第15図−
線断面図、第18図は本発明の第二実施例を示
す、第3図と同様の断面図、第19図乃至第32
図は本発明の第三実施例を示すもので、第19図
は第3図と同様の横断面図、第20図は第19図
−線断面図、第21図は第19図XI−
XI線断面図、第22図はベアリング本体の正面
図、第23図は中央リテーナの正面図、第24図
は中央リテーナの側面図、第25図は第24図の
−線断面図、第26図は側部リテー
ナの正面図、第27図は側部リテーナの側面図、
第28図は第26図−線断面図、第
29図は側蓋の平面図、第30図は側蓋の正面
図、第31図は第30図XI−XI線断面
図、第32図は第30図XII−XII線断面
図、第33図は本発明の第四実施例を示す、第1
9図と同様の断面図である。 1……ベアリング本体、2……中央凹所、3,
4……スカート部、5……中央凹溝、6,6……
側部凹溝、7〜10……貫通孔、7a〜10a…
…管状体、7b〜10b……無負荷ローラー転走
路、13〜16,19〜22……負荷ローラー転
走面、35,36,40,42……リテーナ、B
……ローラー、l……接触角方向線。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 中央凹所を挾んで左右スカート部を有するベ
    アリング本体をローラーを介して軌道台に摺動可
    能に嵌合してなる直線運動ローラーベアリングに
    おいて、前記ベアリング本体の内周面の中央部お
    よび両側部に1条の中央凹溝と2条の側部凹溝と
    を長手方向に設け、該中央凹溝の左右両側に前記
    軌道台の負荷ローラー転走面に対面させて2条の
    負荷ローラー転走面を形成するとともに、各側部
    凹溝の一側に前記軌道台の負荷ローラー転走面に
    対面させて1条の負荷ローラー転走面を形成し、
    中央凹溝および両側部凹溝に設けた4条の負荷ロ
    ーラー転走面とこれに対応する軌道台の負荷ロー
    ラー転走面間に4列のローラーを介在させ、且つ
    前記ベアリング本体に形成される無負荷ローラー
    転走路を、前記負荷ローラー転走面間を転動する
    ローラーの接触角方向線上に配置し、更にベアリ
    ング本体と摺動台間に設けたリテーナと前記中央
    凹溝および側部凹溝の一側面とにより負荷ローラ
    ー転走面間の負荷ローラーを案内保持するように
    したことを特徴とする直線運動ローラーベアリン
    グ。 2 前記ベアリング本体に、前記ローラーの接触
    角方向線上において長手方向に延びる4条の貫通
    孔を形成し、それら各貫通孔に、内周面に前記無
    負荷ローラー転走路を有する管状体を挿入したこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の直線
    運動ローラーベアリング。
JP59237589A 1984-11-13 1984-11-13 直線運動ロ−ラ−ベアリング Granted JPS61116120A (ja)

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