JPH0640453U - リニアボールベアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 固定部材１１２に対して移動可能に設けられ
た軌道軸１１８と、前記固定部材１１２と軌道軸１１８
との対向面の間に形成された溝に転動可能に設けられた
ボール１２２と、中心部において前記ボール１２２を保
持し、該ボール１２２の転動と共に回転するピニオン保
持器１２４と、前記固定部材１１２に設けられ、前記ピ
ニオン保持器１２４の歯に噛み合うように配置された固
定部ラックギア１２６と、前記軌道軸１１８に設けら
れ、前記固定部ラックギア１２６と対向してピニオン保
持器１２４の歯と噛み合うように配置された移動部ラッ
クギア１２８と、を備えたことを特徴とするリニアボー
ルベアリング装置。 【効果】 ボール１２２を保持するピニオン保持器１２
４を固定部ラックギア１２６及び移動部ラックギア１２
８に噛み合わせて配置しているので、該ピニオン保持器
１２４及びボール１２２の滑りによるずれを防止するこ
とが可能となる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はリニアボールベアリング装置、特にボールの保持機構の改良に関する 。

【０００２】

【従来の技術】

工作機械や測定機械等において、部材を直線運動させるためにベアリングが用 いられており、特に精度及び効率の良さから直線に形成された溝にボールを転が して直線運動させるリニアボールベアリングが汎用されている。 そして、前記リニアボールベアリング装置として従来図３に示すものが一般的 に用いられていた。なお、同図（Ａ）は分解斜視図、同図（Ｂ）は正面断面図で ある。 同図に示すボールベアリング装置は、基台１０と、一対の固定部材１２ａ，１ ２ｂと、基台１０に対して直線移動する軌道台１４とを有している。そして、前 記固定部材１２ａ，１２ｂは基台１０上に対向して固定されており、対向面には それぞれ軌道台１４の移動方向に断面Ｖ字型の固定部溝１６ａ，１６ｂが形成さ れている。また、前記軌道台１４はその下面に軌道軸１８が一体形成されており 、該軌道軸１８が前記対向配置された固定部材１２ａ，１２ｂの間に配置されて いる。さらに、前記軌道軸１８の両側面には前記固定部溝１６ａ，１６ｂに対応 して軌道台１４の移動方向に断面Ｖ字型の移動部溝２０ａ，２０ｂが形成されて おり、それぞれ対向する移動部溝２０ａと固定部溝１６ａ、及び移動部溝２０ｂ と固定部溝１６ｂの間にはそれぞれ３個のボール２２が配置されている。

【０００３】 また、前記ボール２２の間隔を一定に保つために保持板２４が設けられており 、該保持板２４に形成された穴によりボール２２が保持されている。 そして、前記軌道台１４を固定部材１２に対して直線移動させると前記固定部 溝１６及び移動部溝２０が軌道溝となり、該固定部溝１６と移動部溝２０に沿っ てそれぞれの溝を逆方向にボール２２が転動する。ここで、前記ボール２２と移 動部溝２０及び固定部溝１６との接触面は非常に小さく、さらにボール２２を転 ろがしているため摩擦力は極めて小さくなる。このため、軌道軸１８と固定部材 １２とを面接触させて摺動させた場合と比較し、非常に微弱な力で精度良く軌道 台１４の直線移動が可能となり、またボール２２及び溝の損傷や変形が発生しに くいため寿命が非常に長くなる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、前記軌道台１４が基台１０の中央に位置している状態において、ボ ール２２はそれぞれ移動部溝２０の中央寄りに配置されていることが望ましい。 すなわち、前記軌道台１４の移動範囲は、ボール２２が軌道溝を転動する範囲で あるから、当然転動するボール２２が移動部溝２０あるいは固定部溝１６の溝端 部に位置するまでとなる。従って、軌道台１４が基台１０の中央に位置している 状態において、ボール２２の位置がすでに移動部溝２０の端部寄り（図３に示す 点Ｐ₁）にあるとそれ以上ボール２２が転動しないため軌道台１４は動かなくな ってしまう。 ここで、前記図３に示すリニアボールベアリング装置において、複数のボール ２２への不等分布荷重や機械振動等により前記軌道溝を転動するボール２２に滑 りが生じる。そして、前記ボール２２の滑りは該ボール２２への荷重が小さい程 生じ易くなってしまう。また、複数のボール２２は前述したように保持板２４に より保持されているため、一つのボール２２のずれも保持板２４と共に全体のボ ール２２のずれとなってしまう。このため、前記軌道台１４が基台１０の中央に 位置する時にボール２２を軌道溝の中央寄りに設定していても軌道台１４を繰返 し移動させていく内にボール２２が全体的に軌道溝の端部寄りに滑ってずれてい ってしまう。従って、前述したように軌道台１４の移動範囲が狭くなったり、最 終的には全く動かなくなってしまうため、リニアボールベアリング装置を定期的 に分解してボール２２の位置を修正しなければならず、効率が悪いという課題が あった。

【０００５】 なお、前記保持板２４を固定部材１２あるいは移動軸１８の中央に固定してし まえば、前記ボール２２のずれは防止できるが、固定した側の溝をボール２２が 転動せず摺動してしまうため、摩擦力が極端に大きくなり軌道台１４を移動させ るために必要な動力が大きくなり、またボール２２や固定した側の溝の損傷や変 形が発生しやすくなってしまう。 本考案は前記従来技術の課題に鑑みなされたものであり、その目的は移動部材 が微弱な力で移動し、かつ移動部材の移動に伴って溝を転動するボールに滑りに よるズレが生じないリニアボールベアリング装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

前記目的を達成するために本考案にかかるリニアボールベアリング装置は、基 台に固定された固定部材と、前記固定部材に対して移動可能に設けられた移動部 材と、前記固定部材と移動部材との対向面の間に形成された溝に転動可能に設け られたボールと、前記固定部材と移動部材との間に配置され、中心部において前 記ボールを保持し、該ボールの転動と共に回転するピニオン保持器と、前記固定 部材あるいは基台に設けられ、前記ピニオン保持器の歯に噛み合うように配置さ れた固定部ラックギアと、前記移動部材に設けられ、前記固定部ラックギアと対 向してピニオン保持器の歯と噛み合うように配置された移動部ラックギアと、を 備えたことを特徴とする。

【０００７】

【作用】

本考案にかかるリニアボールベアリング装置は前述したように、ボールを保持 するピニオン保持器が固定部ラックギア及び移動部ラックギアに噛み合って配置 されている。従って、固定部材と移動部材との対向面の間に形成された溝とボー ルとにかかる荷重が小さくても、該ボールへの不等分布荷重や機械振動等による ボール及び保持器のずれを前記ピニオンとラックギアとの噛み合いによって防止 することができるので、移動部材を繰返し移動させても、該移動部材の移動範囲 を常に最大限に確保することが可能となる。

【０００８】

【実施例】 以下、図面に基づき本考案の好適な実施例を説明する。 図１及び図２には、本考案の一実施例にかかるリニアボールベアリング装置が 示されており、図１は分解斜視図、図２（Ａ）は正面断面図、同図（Ｂ）は同図 （Ａ）に示すＩ−Ｉ線での側断面図である。なお、前記従来技術と対応する部分 には符号１００を加えて示し説明を省略する。 同図に示すリニアボールベアリング装置は、基台１１０と、一対の固定部材１ １２ａ，１１２ｂと、該固定部材１１２に設けられた固定側ボール受け軸１１６ ａ，１１６ｂと、基台１１０に対して直線移動する移動部材である軌道台１１４ 及び該軌道台１１４の下部に固定された軌道軸１１８と、該軌道軸１１８に設け られた移動側ボール受け軸１２０と、ボール１２２とを有している。そして、前 記一対の固定部材１１２ａ，１１２ｂは基台１１０上に対向して固定されており 、その間には前記軌道軸１１８が配置されている。また、前記軌道軸１１８には 、一対の円柱棒がその曲面部を重ね合わせて形成された移動側ボール受け軸１２ ０が設けられている。さらに、前記一対の固定部材１１２ａ，１１２ｂには、前 記移動側ボール受け軸１１８の両側に対向してそれぞれ一対の円柱棒がその曲面 部を重ね合わせて形成された固定側ボール受け軸１１６ａ，１１６ｂが設けられ ている。

【０００９】 そして、前記一対の固定側ボール受け軸１１６ａと一対の移動側ボール受け軸 １２０の間には、計４本のボール受け軸により囲まれた軌道溝が形成される。ま た、固定側ボール受け軸１１６ｂ側にも同様に軌道溝が形成される。そして、前 記二つの軌道溝にはそれぞれ２個のボール１２２ａ，１２２ｂ及び１２２ｃ，１ ２２ｄが転動可能に配置されており、前記軌道台１１４を移動させると、前記ボ ール１２２が軌道溝に沿って転がることとなる。 ここで、前記４個のボール１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，１２２ｄの直径は 製造誤差等により完全に同一ではないため、また前記軌道台１１４上に載置する 物の載置位置等により前記４個のボール１２２にかかる荷重は均一ではなくなっ てしまう。また、図１に示すリニアボールベアリング装置を工作機械や測定機械 に組込んだ場合、該機械の振動がボール１２２に伝わり該ボール１２２も振動し てしまう。このため、前記ボール１２２への不等分布荷重や機械振動等により、 軌道溝を転動しているボール１２２に滑りが生じてしまう。 そして、前記ボール１２２の滑りは、軌道台１１４を所定範囲において移動さ せるためのボール１２２の軌道溝における所定位置のずれとなり、前記所定範囲 の移動が不可能となってしまう。すなわち、前述したように軌道台１１４の移動 範囲はボール１２２が軌道溝を転動する範囲であるため、軌道台１１４を基台１ １０の中央に位置させた状態でのボール１２２の軌道溝における位置によって決 定してしまう。従って、前記軌道台１１４を所定範囲移動できるようにセットし たボール１２２の位置がずれることにより軌道台１１４が前記所定範囲移動でき なくなってしまうのである。

【００１０】 そこで、本実施例においては前記ボール１２２の滑りによるずれを防止するた めに、前記４個のボール１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，１２２ｄをそれぞれ保 持するための４個のピニオン保持器１２４ａ，１２４ｂ，１２４ｃ，１２４ｄと 該ピニオン保持器１２４の歯と噛み合う固定部ラックギア１２６ａ，１２６ｂ及 び移動部ラックギア１２８ａ，１２８ｂを設けている。 前記ピニオン保持器１２４はそれぞれ中心部においてボール１２２が嵌合保持 されており、該ボール１２２の転動とともに回転することとなる。また、固定部 材１１２ａ，１１２ｂの対向面下辺には前記ピニオン保持器１２４ａ，１２４ｂ が噛み合う固定部ラックギア１２６ａが、またピニオン保持器１２４ｃ，１２４ ｄが噛み合う固定部ラックギア１２６ｂがそれぞれ軌道溝方向に設けられている 。さらに前記軌道軸１１８の固定部材１１２ａ，１１２ｂとの対向面上辺にはピ ニオン保持器１２４ａ，１２４ｂが噛み合う移動部ラックギア１２８ａが、また ピニオン保持器１２４ｃ，１２４ｄが噛み合う移動部ラックギア１２８ｃがそれ ぞれ軌道溝方向に設けられている。

【００１１】 従って、軌道台１１４を移動させると、ボール１２２が軌道溝を転動すると共 に該ボール１２２を保持したピニオン保持器１２４は、その下方に位置する歯を 固定部ラックギア１２６の歯に、また該下方の歯と対向する上方に位置する歯を 移動部ラックギア１２８の歯にそれぞれ噛み合わせた状態で回転することとなる 。 以上のように、ピニオン保持器１２４を固定部ラックギア１２６及び移動部ラ ックギア１２８と噛み合わせながら回転させることにより、ピニオン保持器１２ ４及び該ピニオン保持器１２４に嵌合保持されたボール１２２の前述した滑りに よるずれを防止することができる。従って、軌道台１１４が基台１１０の中央に 位置する状態において、始めにセットしたボール１２２の軌道溝における位置か らずれることがないため、軌道台１１４を繰返し移動させても始めに設定した所 定範囲においての移動を維持することが可能となる。

【００１２】 また、本実施例にかかるリニアボールベアリング装置は、前述したように前記 一つの軌道溝を精度良く加工の容易な円柱棒状に形成された４本のボール受け軸 により形成しいる。従って、前記ボール受け軸を機械加工のみで容易に真円度、 表面粗さ及び真直度において精度良く形成することが可能となり、面精度及び直 線精度の高い軌道溝が形成され、軌道台１１４が直線精度良く移動するリニアボ ールベアリング装置を得ることができる。 また、前記ボール受け軸を面精度良く形成することにより、ボール１２２に大 きな荷重をかけることなくボール１２２の揺れを防止できるため、微弱な力で軌 道台１１４を移動させられるとともに、軌道台１１４の停止位置制御も容易に行 うことができる。 さらに、円柱棒状に形成された移動側ボール受け軸１２０及び固定側ボール受 け軸１１６の長さを変えるのみで軌道台１１４の移動距離を容易に変更すること が可能となる。

【００１３】

【考案の効果】

以上説明したように本考案にかかるリニアボールベアリング装置によれば、ボ ールを保持するピニオン保持器を固定部ラックギア及び移動部ラックギアに噛み 合わせて配置しているので、該ピニオン保持器及びボールの滑りによるずれを防 止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例にかかるリニアボールベアリ
ング装置の概略構成の説明図である。

【図２】前記図１に示すリニアボールベアリング装置の
正面及び側面の断面説明図である。

【図３】従来のリニアボールベアリング装置の概略構成
の説明図である。

【符号の説明】

１０，１１０ … 基台 １２，１１２ … 固定部材 １４，１１４ … 軌道台 １６，１１６ … 固定側ボール受け軸（固定部溝） １８，１１８ … 軌道軸 ２０，１２０ … 移動側ボール受け軸（移動部溝） ２２，１２２ … ボール １２４ … ピニオン保持器 １２６ … 固定部ラックギア １２８ … 移動部ラックギア

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 基台に固定された固定部材と、 前記固定部材に対して移動可能に設けられた移動部材
   と、 前記固定部材と移動部材との対向面の間に形成された溝
   に転動可能に設けられたボールと、 前記固定部材と移動部材との間に配置され、中心部にお
   いて前記ボールを保持し、該ボールの転動と共に回転す
   るピニオン保持器と、 前記固定部材あるいは基台に設けられ、前記ピニオン保
   持器の歯に噛み合うように配置された固定部ラックギア
   と、 前記移動部材に設けられ、前記固定部ラックギアと対向
   してピニオン保持器の歯と噛み合うように配置された移
   動部ラックギアと、を備えたことを特徴とするリニアボ
   ールベアリング装置。