JPS5848772B2

JPS5848772B2 - 直線運動玉軸受

Info

Publication number: JPS5848772B2
Application number: JP56035816A
Authority: JP
Inventors: 達夫持館
Original assignee: Nippon Thompson Co Ltd
Current assignee: Nippon Thompson Co Ltd
Priority date: 1981-03-12
Filing date: 1981-03-12
Publication date: 1983-10-31
Also published as: JPS57149620A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、ボールと各軌道部材との接触がそれぞれ２点
で接触しているいわゆるゴシックアーチ状の軌道形状を
有する直線運動用玉軸受に関するもので、特に左右対称
に直線状の軌道が設けられているトラックレールと、該
トラックレールに跨っており、前記トラックレールの軌
道を転動ずるボール群が無限循環するごとく収納されて
いるスライドユニットとからなる転がり直線運動用玉軸
受の改良に関するものである。

従来の前記転がり直線運動用軸受の１例は、第６図に示
すごとく、トラックレール３０に跨るスライドユニット
３１が、トラックレール３０の上下左右４個所に設けら
れている４組の軌道とボール群３２，３３，３４，３５
により支持され、トラックレール３０の軸方向に直線運
動を行い、かつ前記スライドユニット３１に印加される
軸と直角なあらゆる方向のラジアル荷重およびモーメン
ト荷重を４組のボール群により受支するようにされたも
のであった。

この従来例においては、上下左右の４組のボール群が設
けられているため、直線運動玉軸受全体の構造が複雑と
なり、かつ断面高さが高くなり、加工工数も多く、その
結果高価となるといった諸欠点があり、また特に下向き
荷重の方が上向き荷重より大きくされるごとく４組のボ
ール群が配設されていた。

また別の従来例としては、第７図に示すごとく、トラッ
クレール３６とスライドユニット３７の相対する面が台
形状とされ、左右両斜面にそれぞれ１組宛設けられてい
る軌道とボール群３８．３９により上下左右方向のラジ
アル荷重およびモーメント荷重を受止するようにしたも
のもあった。

この従来例においては、軌道面が台形状の斜面に設けら
れているため、断面高さが高く、上向き荷重を支持する
ところの上向き荷重能力が実用上小さすぎる欠点があっ
た。

前記両従来例においては、第８図に示すごとく、トラッ
クレール３０とスライドユニット３１との間、およびト
ラックレール３６とスライドユニット３７との間の接触
および力の支持関係は、それぞれの軌道面３８．３９と
ボール４０との接触位置が、トラックレール３０または
３６の対峙面４１およびスライドユニット３１または３
７の対峙面４２に対し、それぞれ矢印Ｅ，Ｆ，
Ｇ，Ｈに示すごとく、４５°の対称方向とされてい
た。

前述の両従来例においては、いずれもトラックレール３
０，３６およびスライドユニット３１，３γの高さおよ
び幅が犬となるため、転がり直線運動用軸受として各種
機器のスライド面に組込まれる場合、該機器が該軸受の
形状に拘速されるというだけの理由により大型となるた
め、軸受の小型化の要望が犬であった。

また前記第２の従来例においては上向き荷重能力を大と
したい要望があった。

更に第９図に示す第３の従来例にあっては、トラックレ
ール４３上を、同一の保持板４４に回動自在に拘速され
ている左右のボール群４５．４５を介してスライドユニ
ット４６が直線運道をなすものであるが、この場合ボー
ル群４５とトラックレール４３およびスライドユニット
４６との軌道面における左右上下の４接触点は垂直面に
対し左右対称に４５°をなしており、上向き荷重能力と
下向き荷重能力とが同一であり、通常の使用状態におい
て要望される下向き荷重能力が上向き荷重能力より大き
くないため、構造的に大型化して下向き荷重能力を増大
させると上向き荷重能力が増大する結果となり、不必要
に構造上大型化される欠点があり、無駄な上向き荷重能
力を増大することなく、下向き荷重能力のみを増大し、
大型化を阻止したい要望があった。

本発明は前述の要望に応え、小型化された軸受でありな
がら、あらゆる方向のラジアル荷重およびモーメント荷
重を受けることができ、かつ実用的に最も適した上向き
荷重能力と下向き荷重能力とを有する軸受を安価に提供
しうるようにしたものであり、その構戒について以下図
面により説明する。

第１図および第５図に示すごとく、本発明においては、
トラックレール１上にスライドユニット２が跨り、トラ
ックレール１の長さ方向に直線運動を行うものである。

第１図に示すごとく、長さ方向の中心を通る垂直面に対
し、左右対称の前記トラックレール１は、略長方形断面
を有する形状とされている。

そしてトラックレール１側のボール３の転動ずる軌道面
４とスライドユニット２側の軌道面５とは、前記長さ方
向の中心を通る垂直面に対し、左右対称に各ｌ組たけ、
それぞれ相対峙した位置で、トラックレール１の垂直な
外側面６およびスライドユニット２の垂直な内側面Ｉに
設けられている。

なお、８はスライドユニット２側に設けられたボール３
のリターン孔である。

第２図はスライドユニット２の中央縦断面であり、ポー
ル３と内側面７における軌道面５の関係を示している。

また第４図には、第２図に示されるシール１２、側板１
３、ベアリング押え１４を取除いたスライドユニット本
体１５とトラックレール１との、第１図と同様の方向の
、関係位置を示している。

而して、前記トラックレール１の軌道面４とボール３と
の接触状態およびスライドユニット２の軌道面５とボー
ル３との接触状態は、第３図に示すごとくであり、ボー
ル３の中心９がトラックレール１の垂値な外側面６とス
ライドユニット２の垂直な内側面γとの中間に位置する
ごとく、それぞれの軌道面４および５が形成されている
。

前記軌道面４はそれぞれボール３の半径より犬な半径を
有する円筒面の一部により形或される上半軌道面４ｕお
よび下半軌道面４ｌとよりなり、軌道面５は同様に上半
軌道面５ｕおよび下半軌道面５ｌよりなり、前記上半軌
道面４ｕは下半軌道面５ｌと、また下半軌道面４ｌは上
半軌道面５ｕとそれぞれ中心９に対し点対称の形状とさ
れている。

ボール３と軌道面４との接触位置は、上半軌道面４ｕと
はトラックレール上接触点１５において、下半軌道面４
ｌとはトラックレール下接触点１６においでそれぞれ接
触され、またボール３と軌道面５との接触位置は、上半
軌道面５ｕとはスライドユニット上接触点１０において
、下半軌道面５ｌとはスライドユニット下接触点１１に
おいてそれぞれ接触されており、そのうちスライドユニ
ット上接触点１０とトラックレール下接触点１６とはボ
ールの中心９に対して対称位置にあり、中心９を通る垂
直面から４５°以下の角度Ｂをなす位置にあるごとく形
或され、またスライドユニット下接触点１１とトラック
レール上接触点１５とは中心９に対して対称位置にあり
、ボールの中心９を通る垂直面から４５°以上の角度Ｃ
をなす位置にあるごとく形威されている。

前述の各接触位置を保持するためには、上半軌道面５ｕ
は、スライドユニット上接触点１０とボールの中心９と
を結ぶ直線上に中心を有する円筒面の一部により形成さ
れ、かつ該円筒面の曲率半径はボール３の半径より僅か
に犬とされており、同様に下半軌道面５ｌの形状も、ス
ライドユニット下接触点１１とボールの中心９とを結ぶ
直線上に中心を有する円筒面の一部により形威され、か
つ該円筒面の曲率半径もボール３の半径より僅かに犬と
され、また前述のごとくトラックレール１側の上半軌道
面４ｕは前記下半軌道面５ｌとボールの中心９に対し点
対称の形状とされ、同様に下半軌道面４ｌは前記上半軌
道面５ｕと点対称の形状とされている。

次に本発明の作用、効果について説明する。

第３図に示すごとく、中心９を通る垂直線を■、水平線
をＨ１スライドユニット上接触点１０と中心９とを結ぶ
線と垂直線■とのなす角をＢ１スライドユニット下接触
点１１と中心９とを結ぶ線と垂直線Ｖとのなす角をＣと
する。

スライドユニット２に印加される下向き荷重は矢印Ｄで
、上向き荷重は矢印Ｕで示されている。

前記下向き荷重Ｄによりスライドユニット上接触点１０
においてボール３に印加される荷重を『，とすると、ス
ライドユニット上接触点１０においてスライドユニット
２とボール３との間の負荷能力、すなわち軸受の負荷能
力に影響される荷重は法線方向の荷重Ｆ，でありの関係にある。

同様に上向き荷重Ｄによりスライドユニット下接触点１
１においてボール３に印加される荷重をｆ２とすると、
スライドユニット下接触点１１における軸受の負荷能力
に影響される荷重は法線方向の荷重Ｆ２でありの関係にある。

一般に軸受に印加される荷重は下向き荷重Ｄが上向き荷
重Ｕより遥かに多く、かつ犬であるため、本発明におい
ては、ｆ１がｆ２より犬であっても、角Ｂを４５°より
小とし、角Ｃを４５°より大としてｆ２よりｆ１が犬で
あってもＦ２に対しＦ，をより小さクシ、下向き荷重能
力をより犬とし、上向き荷重能力をより小とし、軸受の
下向き荷重能力と上向き荷重能力とに差を生ずるごとく
なしたものである。

なお、余り角Ｂを小とすると、スライドユニット２の上
半軌道面５ｕの上端寄りにスライドユニット上接触点１
０が位置することになり、上半軌道面５ｕの上端付近に
応力集中が生じ、この位置でスライドユニット２の破断
が生ずる恐れがあるため、角Ｂを小とするにも限度があ
る。

種々検討の結果、角Ｂ＝３０〜４００の範囲が最適であ
る。

例えば、角Ｂ＝３７° 角Ｃ＝４８°とすればｃｏｓＢ
＝０．７９８６ｃｏｓＣ＝０．６６
９１従ってＦ１＝Ｆ２とすれば旦−１．１９５となり
、ｆ２軸受の下向き荷重能力と上向き荷重能カをより適切に配
分することができる。

本発明は、特許請求の範囲に示される構戊とすることに
より、矩形状の幅の狭いトラックレールの垂直な外側面
に軌道面を設け、従ってスライドユニットの垂直な内側
面に軌道面を設けることができ、そのため軸受全体の高
さを低くすることができ、しかもこの垂直位置における
ボールの下向きの荷重能力を、ボールとスライドユニッ
トとの接触点の接触角度を変えることにより向上させ、
トラックレールとスライドユニットとのそれぞれの対峙
する軌道面が設けられる側面が垂直であるにも拘らず、
垂直よりある角度に傾斜した面に構戒されている従来の
ものと変ることのない適切な荷重能力を有する軸受とす
ることができ、しかもスライドユニットに印加されるあ
らゆる方向のラジアル荷重およびモーメント荷重を左右
ｌ組宛のボール群により受けることができたものであり
、優れた発明である。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の左半は進行側立面図、右半は第５図中
Ｌ−１線断面図、第２図は同上スライドユニットの第１
図中■一■線断面図、第３図は同上軌道とポールとの接
触位置を示す第１図中矢印■部分拡大図兼負荷関係説明
図、第４図は同上レール、側板およびベアリング押えを
取除いた進行側立面図、第５図は同上側面図、第６図は
従来例の部分断面を含む進行側立面図、第７図は別の従
来例の断面図、第８図は従来例のボールの接触部分拡大
断面図、第９図は更に別の従来例の略示縦断面図である
。１：トラックレール、２：スライドユニット、３：ボー
ル、４，５：軌道面、４ｕ，５ｕ：上半軌道面、４７
，５ｌ：下半軌道面、６：外側面、７：内側面、１
０：スライドユニット上接触点、１１：スライドユニッ
ト下接触点、１５：トラックレール上接触点、１６：ト
ラックレール下接触点。

Claims

【特許請求の範囲】

１長さ方向の中心を通る垂直面に対し、左右対称に直
線状の軌道が設けられているトラックレールと、該トラ
ックレールに跨っており、前記トラックレールの軌動を
転動ずるボール群が直線運動するごとく収納されている
スライドユニットとからなる転がり直線運動用軸受にお
いて、前記トラックレール側にはボール群の転動する水
平方向の軌道面が前記トラックレールの垂直な左右の両
外側面に一対設けられ、他方前記軌道面と相対峙する位
置の前記スライドユニット側には、ボール群の転動ずる
水平方向の軌道面が該スライドユニットの垂直な左右の
両内側面に一対設けられており、前記両軌道面はそれぞ
れ上半軌道面および下半軌道面により構或され、前記ト
ラックレールおよびスライドユニットの軌道面とボール
とは、ボール中心に対し対称なスライドユニットの軌道
面の上半軌道面にあるスライドユニット上接触点とトラ
ックレールの軌道面の下半軌道面にあるトラックレール
下接触点、およびスライドユニットの軌道面の下半軌道
面にあるスライドユニット下接触点とトラックレールの
軌道面の上半軌道面にあるトラックレール上接触点の各
接触点においてのみ接触されており、前記スライドユニ
ット上接触点とトラックレール下接触点とはボール中心
を通る垂直面から４５°以下の角度をなすボール中心に
対し対称位置にあるごとく、また前記スライドユニット
下接触点とトラックレール上接触点とはボール中心を通
る垂値面から４５°以上の角度をなすボール中心に対し
対称位置にあるごとく前記トラックレールおよびスライ
ドユニットの軌道面が構戊されていることを特徴とする
直線運動玉軸受。