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JPH0599225A - 直動転がり案内ユニツト - Google Patents

直動転がり案内ユニツト

Info

Publication number
JPH0599225A
JPH0599225A JP3104929A JP10492991A JPH0599225A JP H0599225 A JPH0599225 A JP H0599225A JP 3104929 A JP3104929 A JP 3104929A JP 10492991 A JP10492991 A JP 10492991A JP H0599225 A JPH0599225 A JP H0599225A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
track
ball
linear motion
slide unit
track rail
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3104929A
Other languages
English (en)
Inventor
Takuo Kondo
卓雄 今藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Thompson Co Ltd
Original Assignee
Nippon Thompson Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Thompson Co Ltd filed Critical Nippon Thompson Co Ltd
Priority to JP3104929A priority Critical patent/JPH0599225A/ja
Priority to US07/843,140 priority patent/US5273365A/en
Priority to DE4206808A priority patent/DE4206808A1/de
Publication of JPH0599225A publication Critical patent/JPH0599225A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/04Ball or roller bearings
    • F16C29/06Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load
    • F16C29/0633Ball 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
    • F16C29/0635Ball 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 4条列の円筒ころを用いた直動転がり案内ユ
ニットの動剛性を向上させる。 【構成】 円筒ころの転動する4条列の軌道とは別にボ
ールの転動する第3の軌道を、トラックレールとスライ
ドユニットとの間に設け、4条列の円筒ころを用いるこ
とによる高い静剛性に、1条列のボールを用いることに
より動剛性を高め、トラックレールとスライドユニット
との各第3の軌道とボールとの接触角度に差異を持た
せ、スライドユニットに差動滑りに起因する制動力を作
用させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、重切削用工作機械等の
ごとき装置に使用され、高い静剛性と高い動剛性とを要
求される4条列のリニアローラウエイたる直動転がり案
内ユニットに関する。
【0002】
【従来の技術】工作機械等に使用されるリニアローラウ
エイたる直動転がり案内ユニットとしては、図4に示さ
れるごとく、トラックレールA,Bに跨架されているス
ライドユニットC,D,E,Fが、テーブルYを担持
し、双矢印G方向へ摺動する構造とされている。
【0003】前述のスライドユニットCないしFは、図
5に示されるごとく、ケーシングLの両側部Qに、円筒
ころM,Nが無限循環する各2条の軌道J,Kが形成さ
れ、該円筒ころM,Nは、トラックレールA,Bの軌道
H,Iとの間で転動する。
【0004】円筒ころM,Nは、前記軌道J,Kから方
向転換路S,Tを経てリターン孔O,Pに入り、再び軌
道J,Kに至る無限循環運動を行うものであり、各スラ
イドユニットCないしFは、計4条列の円筒ころM,N
群により、大負荷を担持し、高精度で円滑な摺動を行い
うるものである。
【0005】しかし、図4および図5に示す構造の直動
転がり案内ユニットは、静剛性は高いものの、動剛性が
低く、高荷重を担持し、所定位置で正確に停止させる際
に、ミクロンオーダーでの停止位置の制御に問題が存す
る。
【0006】この問題を解決するためボールタイプの案
内ユニットとすると、静剛性に欠けるし、円筒ころと制
動用の合成樹脂シートとを併用すると、該シートの摩耗
という耐久性に問題が生じ、また図5の転がり軸受を滑
り軸受とした制動用のスライドユニットを図4に示すス
ライドユニットCないしFに追加して組み込み、併用す
ることも提案されているものの直動転がり案内ユニット
としての組付け工程が増加し、また直動転がり案内ユニ
ットとしての重量増を伴う等の問題を有している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、静剛性,動
剛性が共に高く、しかも長期に亘って安定した高性能が
維持でき、組み付け工程や重量の増加を最少限に留め、
大型化を伴うこともない直動転がり案内ユニットを提供
することを課題としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、請求項1の発明では、四条列直動転がり案内ユニッ
トにおいて、前記トラックレールの各側面に、前記2条
の軌道とは別個に第3の軌道が設けられ、第3の軌道と
前記スライドユニットとの間に無限循環移動するボール
が介装されているという構成としている。
【0009】請求項2の発明では、請求項1の構成にお
ける円筒ころとボールとの両者のリターン路と方向転換
路とが、スライドユニットに形成されているという構成
とし、請求項3の発明では、トラックレールにおける第
3の軌道が、トラックレールの各側における円筒ころの
転動する2条の軌道の間に形成されているという構成と
し、請求項4の発明では、トラックレールにおける第3
の軌道が、トラックレールの各側における円筒ころの転
動する2条の軌道の下方部に形成されているという構成
としている。
【0010】更に請求項5の発明では、トラックレール
における第3の軌道と、これに対応するスライドユニッ
トにおける第3の軌道とに対するボールの各接触角度に
差異を持たされているという構成を採っている。
【0011】
【作用】請求項1の発明によると、4条の円筒ころによ
る高い静剛性と、第3の軌道のボールによる高い動剛性
とを保持し、しかも構造的には、4条列の円筒ころが無
限循環するスライドユニットに第3のボール用軌道を設
け、トラックレールにこれと対応するボール用軌道を設
けるのみで足り、組付け工程や重量の増加を最少限にと
どめ、しかも4条列の円筒ころを用いた直動転がり案内
ユニットの高性能を安定して維持できる。
【0012】請求項2の発明によると、スライドユニッ
トの寸法,形状に殆ど変更を必要としないし、請求項3
の発明によれば、横方向荷重に対する負荷容量を大きく
でき、請求項4の発明によれば、トラックレールの断面
形状が左右,上下両方向において略対称形状となるた
め、熱処理等を施しても、長さ方向における良好な真直
度を維持できる。
【0013】また請求項5の発明によれば、第3の軌道
とボールとの間の差動滑りに起因する滑り摩擦を、スラ
イドユニットに対する制動力として作用させることがで
き、その制動力をスライドユニットとボールとの接触角
度の選択により調整することができる。
【0014】
【実施例】図1および図2は請求項1,2,3および5
の発明の実施の一例を示しており、トラックレール1お
よびスライドユニット2は、共にトラックレール1の長
さ方向と直交する半截断面として示されている。
【0015】トラックレール1は、頭部3の両側面の上
稜部に、円筒ころ4が転動する斜め上向きの軌道5が形
成され、また軌道5の下方に、円筒ころ6が転動する斜
め下向きの軌道7が形成されている。
【0016】前記軌道5,7の中間には、ボール8が転
動するゴシックアーチ形の第3の軌道9が形成されてお
り、この軌道9とボール8との接触角度θ1は、図示例
の場合、図2に示されるごとくθ1が90度とされてい
る。
【0017】トラックレール1に跨架されているスライ
ドユニット2は、頂壁10と左右の側壁11と、図4に
おいて、符号12,13で示される前後の側板とを有
し、トラックレール1の軌道5,7に対向する円筒ころ
4,6を転動させる軌道14,15と、トラックレール
1の第3の軌道9に対向し、ボール8を転動させるゴシ
ックアーチ形の第3の軌道16とを形成されている。
【0018】スライドユニット2のゴシックアーチ形の
第3の軌道16とボール8との接触角度θ2は、図示例
の場合、図2に示されるごとく、θ2が120度とされ
ている。
【0019】スライドユニット2のケーシング17に
は、円筒ころ4,6のリターン路18,19と、ボール
8のリターン路20とが形成され、リターン路18は、
方向転換路21で軌道14に連通し、リターン路19
は、方向転換路22で軌道15に連通し、リターン路2
0は、方向転換路23で、第3の軌道16に連通してい
る。
【0020】図示例の方向転換路21,22は、前述の
側板12,13に形成されている。
【0021】ボール8は、図2に示されるごとく、第3
の軌道9との接触角度θ1が、例えば90度とされ、第
3の軌道16との接触角度θ2が、例えば120度とさ
れているため、スライドユニット2の移動時におけるボ
ール中心24を通る垂直軸O−Oまわりのボール8の回
転挙動は次のごとくとなる。
【0022】ボール8は、予圧を与えられて第3の軌道
9と16との間に介装されており、転動時に両軌道9,
16との間で差動滑りを生じ、この差動滑りに起因する
滑り摩擦が、制動力としてスライドユニット2に作用す
る。
【0023】トラックレール1の第3の軌道9とボール
8との接触角度θ1が90度とされ、スライドユニット
2の第3の軌道16とボール8との接触角度θ2が12
0度とすると、接触角度の大きい第3の軌道16とボー
ル8との間に生ずる差動滑りに起因する滑り摩擦が、第
3の軌道9とボール8との間の滑り摩擦より大となり、
両者の滑り摩擦の合力が、スライドユニット2に作用す
る制動力となる。
【0024】このため、トラックレール1とボール8と
の接触角度を一定とした場合、スライドユニット2とボ
ール8との接触角度を変化させることにより、スライド
ユニット2に作用する制動力を変化させることが可能と
なる。
【0025】なお、外力負荷によるころ4または/およ
びころ6の弾性変形量の方が、ボール8の弾性変形量よ
り小さいため、ボール8の列には、直動転がり案内ユニ
ットが担持すべき荷重は、極端に大きな負荷としては作
用しない。
【0026】ボール8列は、図1に示される実施例では
円筒ころ4,6列の軌道の中間位置の第3の軌道9,1
6に介装されているので、スライドユニット2に負荷さ
れる横方向荷重の担持能力を向上させている。
【0027】図3は請求項1,2,4および5の発明の
実施の一例を示しており、トラックレール33の頭部3
4が斜め上向きの軌道35と斜め下向きの軌道36とを
有し、スライドユニット37が、円筒ころ38,39を
介し、前記軌道35,36に対向する軌道40,41を
有し、またリターン路42,43および方向転換路4
4,45を有する点は、前記図1に示す実施例のものと
同一構造である。
【0028】しかし、図3に示す実施例では、トラック
レール33において、前記軌道35,36の下方部に斜
め上向きのゴシックアーチ形の第3の軌道46が形成さ
れ、またスライドユニット37に、第3の軌道46に対
向するゴシックアーチ形の第3の軌道47が形成されて
おり、両軌道46,47間に無限循環するボール48が
介装されている点で、図1に示す実施例のものと構造上
の差を有している。
【0029】前述のゴシックアーチ形の第3の軌道46
とボール48との接触角度θ1が90度とされ、同じく
ゴシックアーチ形の第3の軌道47とボール48との接
触角度θ2が120度とされている点は、図1に示す実
施例のものと同一構造である。
【0030】図3に示す実施例において、ボール48列
が、制動作用を生ずることは、図1に示す実施例のもの
と同一であるが、この図3に示す実施例ではゴシックア
ーチ形の第3の軌道46,47が、トラックレール33
の頭部34の軌道35,36の下方部に形成されている
ことにより、トラックレール1の、長さ方向と直交する
縦断面形状が、左右,上下方向において略対称形状とな
り、熱処理によるトラックレールの歪が少なくなり、長
さ方向の真直度の良好なトラックレールが得られる。
【0031】図1および図3に示す実施例において、各
第3の軌道の設定位置,長さ,ボールの接触角度,ボー
ルの与圧度合等は、使用態様に応じて各様に設計される
もので、図示構造に限定されるものではない。
【0032】
【発明の効果】請求項1の発明によれば、4条列の円筒
ころを用いたことによる高い静剛性に加えて、第3の軌
道のボール列による高い動剛性をもたせることができ、
重切削用工作機械等に好適な直動転がり案内ユニットた
りうる効果を奏する。
【0033】また既存の4条列の軌道を有するトラック
レールとスライドユニットとに、第3の軌道を設けてボ
ール列を介装するのみで足りるので、組付け工程や重量
の増加を最小にとどめうる効果を奏する。
【0034】請求項2の発明によれば、4条列の円筒こ
ろ列を用いた直動転がり案内ユニットとしての寸法,形
状をほとんど変更させることなく、前記請求項1の発明
の効果を奏させることが出来る。
【0035】請求項3の発明によると、トラックレール
と直交する方向のうち、横方向の荷重に対する負荷容量
を増大させうる効果を奏する。
【0036】請求項4の発明によると、トラックレール
の長さ方向と直交する縦断面形状が、左右,上下方向に
おいて略対称形状となるため、トラックレールに熱処理
等を施したのちにおいても長さ方向において良好な真直
度を維持できる効果を奏する。
【0037】請求項5の発明によると、トラックレール
とスライドユニットとの両者の第3の軌道とボールとの
間の差動滑りに起因する滑り摩擦を、スライドユニット
に制動力として作用させることができる効果がある。
【0038】また前記トラックレールの第3の軌道とボ
ールとの接触角度を一定とした場合に、スライドユニッ
トの第3の軌道とボールとの接触角度を選択することに
より、前記スライドユニットに作用させる制動力を所望
の数値に調整できる効果も有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1,2,3および5の発明の実施の一例
の半截縦断面図である。
【図2】図1に示すものの第3の軌道部分の拡大断面図
である。
【図3】請求項1,2,4および5の発明の実施の一例
の半截縦断面図である。
【図4】従来の4条列直動転がり案内ユニットの一例の
斜面図である。
【図5】図4に示すスライドユニット部分の半截縦断面
図である。
【符号の説明】
1 トラックレール 2 スライドユニット 4,6 円筒ころ 5,7,14,15 軌道 8 ボール 9,16 第3の軌道 θ1,θ2 接触角度

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トラックレールに対し、スライドユニッ
    トが、該レール両側面の各2条の軌道に、両側各2条列
    の無限循環移動する円筒ころを介して摺動自在に跨架さ
    れている四条列直動転がり案内ユニットにおいて、前記
    トラックレールの各側面に、前記2条の軌道とは別個に
    第3の軌道が設けられ、第3の軌道と前記スライドユニ
    ットとの間に無限循環移動するボールが介装されている
    直動転がり案内ユニット。
  2. 【請求項2】 円筒ころとボールとの両者のリターン路
    と方向転換路とが、スライドユニットに形成されている
    請求項1記載の直動転がり案内ユニット。
  3. 【請求項3】トラックレールにおける第3の軌道が、ト
    ラックレールの各側における円筒ころの転動する2条の
    軌道の間に形成されている請求項1、または2記載の直
    動転がり案内ユニット。
  4. 【請求項4】トラックレールにおける第3の軌道が、ト
    ラックレールの各側における円筒ころの転動する2条の
    軌道の下方部に形成されている請求項1または2記載の
    直動転がり案内ユニット。
  5. 【請求項5】トラックレールにおける第3の軌道と、こ
    れに対応するスライドユニットにおける第3の軌道とに
    対するボールの各接触角度に差異が持たされている請求
    項1,2,3または4記載の直動転がり案内ユニット。
JP3104929A 1991-03-04 1991-03-04 直動転がり案内ユニツト Pending JPH0599225A (ja)

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