JPH076540B2 - 直線案内装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えば、工作機械や工業用ロボット等の直線
運動部分に用いられる直線案内装置に関する。

［従来の技術］ 従来、この種の直線案内装置としては、特開昭62-20001
6号公報に示されるのが知られている。具体的には、第1
7図に示すように、ベアリングブロックａ（以下、ブロ
ック）の相反する外向き両側面にボールｂの転送する負
荷ボール溝ｃを形成すると共に、上記ブロックａの両側
に配設した一対の軌道台ｄには上記負荷ボール溝ｃに相
対向するボール転走溝を設け、これら負荷ボールｃとボ
ール転走溝との間に挟み込んだボールｂによってブロッ
クａを一対の軌道台ｄに沿って移動自在に支持する一
方、上記ブロックａの中央部に送りねじ機構のねじ軸ｆ
を螺合させ、ねじ軸ｆの回動に基づいてブロックａを軌
道台ｄに沿って推進するものである。

この直線案内装置によれば、テーブル等の可動体を支持
するベアリングブロックと可動体に直線運動の駆動力を
付与する送りねじ機構とが一体に構成されているので、
コンパクトな装置構成を成し得る他、可動体の高さを可
及的に低くして安定性の高い運動を得ることができた。

［発明の解決しようとする課題］ ところで、このような直線案内装置のベアリングブロッ
クにおいては、負荷ボール溝を転走し終えたボールを再
度負荷ボール溝の始端に導くために、負荷ボール溝の両
端を連通連結するボール循環路を形成する必要がある。

従来、このボール循環路は、夫々の負荷ボール溝に対応
してブロックに穿設された無負荷ボール転走孔と、上記
負荷ボール溝の一端と無負荷ボール転走孔の一端とを結
ぶボール旋回路によって構成されるのが一般的である。

しかし、無負荷ボール転走孔はその径がボール径より僅
かに大きいだけの非常に小さい孔であり、穿孔加工では
長尺な無負荷ボール転走孔を形成することが困難であ
る。そのため、ブロックの長尺化には無負荷転走孔の加
工に起因する限界があり、負荷ボール溝の長さも制約を
うけることとなる。

一般に、ボール等の転動体によって二物体間の運動を担
うベアリングにおいて、最大負荷荷重を向上させる手段
としては、転動体のサイズを大きなものにする、負
荷転走溝を転走する転動体数を増加させる、といった手
段があるが、後者の手段は上述した理由により負荷ボー
ル溝の長さが制約をうけるので、実際の製品に適用する
ことは殆ど不可能であった。

本発明はこのような問題点に鑑み成されたものであり、
その目的とするところは、転動体の無負荷転走孔の形成
が容易であり、負荷荷重の大きいコンパクトな直線案内
装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の直線案内装置は、
断面略コ字状に形成されて内側面に転動体の転走面を有
する軌道台と、上記転走面と相俟って転動体を挟み込む
負荷転走面を有し、螺合する送りねじ軸の回転量に応じ
て軌道台の凹部内をストロークするベアリングブロック
とからなり、上記ベアリングブロックは、送りねじ軸に
螺合するボールナット部から一対のベアリング部が突出
すると共に、このベアリング部の先端部に上記負荷転走
面が形成されたブロック本体と、上記ベアリング部と相
俟って転動体の無負荷転走孔を形成する樹脂製の転走孔
形成ブレートと、上記ブロック本体の前後両端面に係合
されて上記負荷転走面と無負荷転走孔とを連通連結する
転動体のリターン通路を形成する樹脂製の蓋体とから構
成されることを特徴とするものである。

このような技術的手段において、上記ベアリングブロッ
クに形成される負荷転走面としては、ブロックに作用す
る荷重を負荷し、且つ、ブロック本体に螺合するねじ軸
に荷重を付与しないものであれば、その条数や転動体と
の接触角等適宜設計変更して差し支えない。

又、上記無負荷転走孔は、ブロック本体のベアリング部
とこれに係合する転走孔形成プレートによって形成され
るものであれば、ブロック本体に設けられた無負荷転走
溝を転走孔形成プレートで塞ぐようにしても良いし、こ
れとは逆に、転走孔形成プレートに無負荷転走溝を設け
てブロック本体に係合させるようにしても良い。

更に、使用する転動体としてはボールあるいはローラー
等を適宜選択可能である。

［作 用］ 上記技術的手段は次のように作用する。

ベアリングブロックの無負荷転走孔はブロック本体に転
走孔形成プレートを取付けることにより形成されるの
で、いずれか一方の部材あるいは両方の部材に転動体が
没入する溝を加工することで容易に無負荷転走通路を形
成することができ、長尺ベアリング製作が容易となる。

又、ブロック本体に対して転走孔形成プレート及び蓋体
を取付けてベアリングブロックを形成するので、ブロッ
ク本体を上下左右対称な形状に形成することができ、引
き抜き加工による成形で長尺なブロック本体を形成可能
となる。

更に、転走孔形成プレートが無負荷転走通路の一側を為
すので、当該プレートを樹脂で成形することにより、無
負荷転走通路を転走する転動体の衝突音の発生が可及的
に防止される。

［実施例］ 以下、添付図面に基づいて本発明の直線案内装置を詳細
に説明する。

第１図及び第２図は本発明の直線案内装置の第一実施例
を示すものであり、大きくは、断面略コ字状に形成され
てベッド等に固定される軌道台１と、送りねじ機構のね
じ軸７に螺合し上記軌道台１の凹部内を移動する略矩形
状のベアリングブロックＢ（以下、ブロック）と、これ
らブロックＢと軌道台１との間で荷重を負荷しつつ転送
する複数のボール２（転動体）とから構成されている。

更に、上記ブロックＢは、第３図に示すように、送りね
じ軸７に螺合するブロック本体３と、このブロック本体
３の前後両端面に取付けられる蓋体４と、上記ブロック
本体３の四隅に係合する転走孔形成プレート５と、上記
ブロック本体３の側面に係合する一対のボールリテーナ
６とから構成されている。

先ず、上記ブロック本体３は、第４図乃至第７図に示す
ように、ねじ軸７に螺合するボールナット部3aから一対
のベアリング部3bが突出して断面略十文字状に形成され
ている。各ベアリング部3bの先端角部にはボール２が転
送する一対の負荷ボール溝31a〜31dが設けられる一方、
ベアリング部3bとボールナット部3aとの隅角部には負荷
ボール溝31a〜31dを転走し追えたボールが循環するため
の無負荷ボール溝32a〜32dが夫々形成されている。又、
各ベアリング部3bには転走孔形成プレート５を取付ける
べく取付ボルト55が螺合するボルト孔37がタップ加工さ
れている。

又、上記ねじ軸７が螺合するボールナット部3aは、第８
図に示すように、ねじ軸７より若干大きく設けられた貫
通孔33の一部にねじ軸７の螺旋状ボール転走溝に対応し
た転走溝34を形成し、且つ、保持部材35で固定されたリ
ターンチューブ36によってボール循環路を構成したもの
である。尚、ねじ軸７とブロック本体３との間に挟み込
まれるボール（図示せず）には、ブロックＢ移動の高精
度化を図るために予圧が付与される。

上記のような構造を有するブロック本体３は、上下左右
が対称な形状を為しているため、従来の切削加工等の手
法によらず、引き抜き加工によって製作することが可能
である。すなわち、鋼材を引き抜き加工によって上記断
面形状に成形し、これに上記負荷ボール溝31a〜31dの研
磨や貫通孔33の穿孔加工等を施してブロック本体３が作
られる。この製作方法によれば、引き抜いた鋼材を適宜
切断することにより、任意の長さのブロック本体３を容
易に製作することが可能となる。

一方、上記蓋体４は、第９図及び第10図に示すように、
基部4aから一対の腕4bが突出した断面略十文字状をして
おり、合成樹脂の射出成形によりに製作されている。上
記基部4aにはねじ軸７が貫通する貫通孔41が形成される
一方、各突出腕4bの両側面にはブロック本体３の負荷ボ
ール溝31a〜31dとこれに対応する無負荷ボール溝32a〜3
2dを連結するボール旋回溝42a〜42dが形成されている
（第11図参照）。尚、第11図中、符号43は負荷ボール溝
31a〜31dを転走してきたボール２を上記ボール旋回溝42
a〜42dに掬い上げるための突片であり、符号44は後述す
る転走孔形成プレート５に設けられた案内片53が着座す
る位置決め座である。

又、上記転走孔形成プレート５は蓋体４と同様に合成樹
脂の射出成形により製作され、第12図乃至第14図に示す
ように、その一面にはブロック本体３を無負荷ボール溝
32a〜32d及び蓋体４のボール旋回溝42a〜42dに対応じた
ボール循環溝51が形成される一方、プレート５の一側端
には上記ボール循環溝51を連結するように、ブロック本
体３を負荷ボール溝31a〜31dに対応したボール保持溝52
が形成されている。又、上記ボール循環路51の旋回部51
aの内側には、このプレート５とブロック本体３あるい
は蓋体４とを位置決めするための案内片53が突出してお
り、ブロックＢお組立てた際に一対の案内片53が上記ベ
アリング部3bの前後両端面に係合してブロック本体３と
の位置決めが試されると共に、案内片53が上記蓋体４の
位置決め座44に着座して蓋体４との位置決めが為され
る。尚、符号54は、当該プレート５をブロック本体３に
取付けるための取付ボルト55が貫通する貫通孔である。

又、上記ボールリテーナ６は、第15図乃至第16図に示す
ように、断面略台形の棒状部材であり、その幅は、ブロ
ック本体３に取付けた際に、突出端61と転走孔形成プレ
ート５のボール保持溝52との間隙がボール２の径よりも
小さくなるよう成形され、ブロックＢを軌道台１から取
り外した際にボール２が負荷ボール溝31a〜31d脱落する
のを防止している。

一方、上記軌道台１は、ベット等に固定される固定部1a
の両端からブロック本体３を支持する一対の支持部1bが
立ち上がった断面略コ字状に形成されている。夫々の支
持部1bには内側面に凹状溝11が形成されており、この凹
状溝11の上下隅角部に夫々ブロック本体３の負荷ボール
溝31a〜31dに対向するボール転走溝12a〜12dが形成され
ている。尚、符号13は軌道台１を固定する固定ボルトが
貫通するボルト穴である。

以上のような構成において、ベアリングブロックＢは、
上記ブロック本体３の前後両端面に一対の蓋体４をねじ
結合（図示せず）すると共に、ブロック本体３のベアリ
ング部3bに４体の転走孔形成プレート５を取付け、且つ
ボールリテーナ６をベアリング部3bの側面にねじ結合
（図示せず）することによって組立てられる。

このため、本実施例では相対面するブロック本体３の無
負荷ボール溝32a〜32dと転走孔形成プレート５のボール
循環溝51とにより負荷ボール溝31a〜31dに対応した無負
荷ボール転送孔が構成される一方、相対面する蓋体４の
ボール旋回溝42a〜42dと上記プレート５のボール循環溝
51とにより無負荷ボール転走孔と負荷ボール溝31a〜31d
とを連通連結するボールリターン通路が構成される。

この場合、無負荷ボール溝31a〜31dはブロック本体３に
対するフライス加工、ボール旋回溝42a〜42d及びボール
循環溝51は蓋体４及び転走孔形成プレート５の射出成形
によって容易ち加工し得るので、ブロックＢを長尺化き
ても容易に且つ精度良く無負荷ボール転走孔を形成し得
るものである。

又、ボール循環路を転走するボール２は、合成樹脂製の
プレート５あるいは蓋体４に覆われるので、ボール循環
によって発生する騒音を低減することができると言った
利点も有している。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、本発明の直線案内装置によれ
ば、ブロック本体及び／又は転走孔形成プレートに転動
体が没入する溝を加工することで容易に無負荷転走通路
を形成することができるので、長尺ベアリングブロック
の製作が容易となり、負荷転動体数を増加させて最大負
荷荷重の大きな且つコンパクトな直線案内装置を得るこ
とが可能となる。

又、ブロック本体は引き抜き加工で成形した後にこれを
切断することで任意の長さに製作することができ、生産
効率の向上及びコストダウンを図ることが可能となる。

更に、転走孔形成プレートを樹脂で成形することによ
り、無負荷転走通路を転走する転動体の衝突音の発生が
可及的に防止され、動作音の小さな直接案内装置を提供
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の直線案内装置の第一実施例を示す断面
図、第２図は一部を切欠いた斜視図、第３図は、第一実
施例に係る直線案内装置の構成を示す分解図、第４図乃
至第７図はブロック本体を示す正面図、側面図、平面図
及び底面図、第８図はブロック本体のボールナット部を
示す縦断面図、第９図及び第10図は蓋体を示す正面図及
び裏面図、第11図は第９図のＡ矢視図、第12図及び第13
図は転走孔形成プレートを示す裏面図及び側面図、第14
図は第13図のＩ−Ｉ断面図、第15図及び第16図はボール
リテーナを示す側面図及び正面図、第17図は従来の直線
案内装置を示す断面図である。 ［符号説明］ 1:軌道台、2:ボール（転動体） 3:ブロック本体 3a:ボールナット部、3b:ベアリング部 4:蓋体 5:転走孔形成プレート 7:ねじ軸 12:転走面 31a〜31d:負荷ボール溝（負荷転走面） B:ベアリングブロック（ブロック）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】断面略コ字状に形成されて内側面に転動体
   の転走面を有する軌道台と、上記転走面と相俟って転動
   体を挟み込む負荷転走面を有し、螺合する送りねじ軸の
   回転量に応じて軌道台の凹部内をストロークするベアリ
   ングブロックとからなり、 上記ベアリングブロックは、送りねじ軸に螺合するボー
   ルナット部から一対のベアリング部が突出すると共に、
   このベアリング部の先端部に上記負荷転走面が形成され
   たブロック本体と、上記ベアリング部と相俟って転動体
   の無負荷転走孔を形成する樹脂製の転走孔形成ブレート
   と、上記ブロック本体の前後両端面に係合されて上記負
   荷転走面と無負荷転走孔とを連通連結する転動体のリタ
   ーン通路を形成する樹脂製の蓋体とから構成されること
   を特徴とする直線安内装置。