JP2603518B2 - 直線運動用ボールベアリング - Google Patents

直線運動用ボールベアリング

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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、位置決めテーブル等
の直線運動部分の案内に用いられる直線運動用ボールベ
アリングに関する。
従来技術及びその問題点 従来、この種の直線運動用ボールベアリングは、一般
に、ボールを軸方向に循環させるために、ベアリング本
体に軸方向の（無負荷）ボール戻り孔を加工するととも
に、ベアリング本体に設けた負荷ボール溝の端部に曲面
加工を施し、且つ両端部にボールを180゜方向転換させ
るための方向転換用溝を設けたリターンキャップを固定
した構造となっている。
しかし、このような構造のものは、ベアリング本体を
軌道台から引き抜いたとき、ボールの脱落防止のため
に、ボールリテーナを別途必要とする。しかも、前述の
リターンキャップが不可欠であり、部品点数が多い問題
点を有する。
出願人は既に、このような構造とは異なり、相対向す
るＪ字状溝を形成した上下部材と、相対向するＪ字状溝
及びそのＪ字の先端同士を連結する溝を上下に形成した
中間部材を、負荷ボール溝を形成したベアリング本体の
脚部に積層状に嵌め込んでベアリング本体の脚部を囲む
上下２列のボール循環路を形成するようにした直線運動
用ボールベアリングを出願している（特開昭61−92317
号公報）。
本発明は、前記特許出願に係わる発明の改良に関する
ものである。
前記の積層式直線運動用ボールベアリングは、第18図
乃至第21図に示すように、上下部材410,420及び中間部
材430が、ベアリング本体400に対して積層状に重ね合わ
され、ボール循環路を形成している。このうち、上下部
材410、420は全く同じ形状のものである。この上下部材
は、相対向するＪ字状溝411,421が形成されており、こ
の溝411,421の断面はほぼ半円状になっている。上下部
材410,420中の符号412,422は、ボールの掬い出し用の爪
である。
一方、中間部材430は上下部材410,420の相対向するＪ
字状溝411,421と相補う形状の相対向するＪ字状溝431と
そのＪ字の先端同士を連結するボール保持溝433を上下
に形成している。対向Ｊ字状溝431の断面は上下部材の
対応する溝411,421と補いあって円周を形成するような
半円状であり、ボール保持溝433は、ほぼ４分の１の円
周を有するような断面になっている。
前記の上下部材410,420及び中間部材430の組合せは、
ベアリング本体400の脚401に嵌め込み、断面半円状の負
荷ボール溝404,405の端面に接合させ、ボールの無限循
環路を形成する。そして、上下部材及び中間部材とベア
リング本体は、カバー（図示せず）によって両端を挟持
するようにして固定される。
このような構造の直線運動用ボールベアリングは、ベ
アリング本体のボール出入口の曲面加工を要せず、ま
た、ボールリテーナを別途設けることも不要であるが、
幅方向に大きくなり、余分なスペースを要するという問
題がある。
したがって、ベアリング自体の剛性増加のため、脚部
の横幅を大きくしようとすると、外形寸法が大きくなっ
てしまう欠点がある。
問題点を解決するための手段 本発明は、断面が略々半円形状の上部負荷ボール溝と
断面が略々1/4円形状の下部負荷ボール溝と前記各溝と
反対側の凹み状コーナー部とを有するベアリング本体の
脚部に対し、前記上部負荷ボール溝とコーナー部とをつ
なぐ方向転換溝を有する上側部材を両端に位置させ、相
対向するＪ字状溝及びそのＪ字の先端同士を連結するボ
ール保持溝を上下に形成した中間部材を前記コーナー部
が上側無負荷ボール溝となるように嵌め込むことによっ
て前記中間部材の上側溝との間でボールの上側循環路を
形成し、さらに、相対向するＪ字状溝及びそのＪ字の先
端同士を連結するボール保持溝を有する下側部材を下側
から位置させることによって、前記中間部材の下側溝と
の間でボールの下側循環路を形成する直線運動用ボール
ベアリングにより、前記問題点を解決した。
作用 このように、上側部材、中間部材、下側部材をベアリ
ング本体に対して組立てると、２つの無負荷ボール溝が
ベアリング本体の凹み状コーナー部に収納されるため、
ベアリング本体の幅寸法内に全ての部材が収まる。しか
も、ベアリング本体に戻り孔加工をする必要がなく、ベ
アリング本体の端部に、ボール方向転換用のリターンキ
ャップを別途設けることも不要であることは前記先願の
ものと同様である。更に、ベアリング本体を軌道台から
引き抜いても、組み込まれたボールを脱落させないリテ
ーナも内蔵された構造となる。
実施例 第１図は本発明の第１実施例の直線運動用ボールベア
リング10の分解斜視図で、ベアリング本体20、一対の上
側部材30,30一対の中間部材50,50一対の下側部材70,70
シール部材80の夫々の部材は、ボルト90,91、ビス93及
びナット94の固着手段によって組立てられる。第２図
は、軌道台96に組付けられた状態の組立図である。
ベアリング本体20は、第７図の断面形状の軌道台96に
跨がるように左右に脚部21を有し、この脚部21の両内面
には上下２枚の対向する負荷ボール溝22a,22bが形成さ
れている。このうち上部負荷ボール溝22aは、長手方向
に延びる断面が略々半円状の溝であり、下部負荷ボール
溝22bはベアリング本体20の脚部21の下端が切断され、
断面が略々４分の１円形状の溝となっている。これらの
負荷ボール溝22a,22bは、軌道台96のボール転走面97と
の間で上下２対の負荷域を形成する。この２対の負荷ボ
ール溝22a,22bは、前述した特開昭61−92317号公報同
様、直溝であり両端部において曲面加工は行なれていな
い。
ベアリング本体20の両側面には、長手方向に延び、下
方と側方に向かって開いている凹み状コーナー部23が形
成され、これが後述のように中間部材50と協働して上側
無負荷ボール溝を形成し、下側無負荷ボール溝を収納す
る。ベアリング本体20の両端面には、後述する上側部材
30の突起33を受ける環状の拡張部24を有する上側部材取
付用ねじ孔25、及びシール部材80取付用のねじ孔26が、
上面には工作機械のテーブル等に取付用のねじ孔27を設
けられている。
前述のベアリング本体20には、上側部材30、中間部材
50、下側部材70がそれぞれ取付けられる。夫々の部材を
第3a図、第3b図、第４図及び第５図を参照して説明す
る。
このベアリング本体20の両端に取付けられる一対の上
側部材30,30は、下面において、ベアリング本体20の上
側負荷ボール溝22aとコーナー部23をつなぐＵ字状の方
向転換溝31が形成されており、上部負荷ボール溝22aに
接する方向転換溝31の端部にボール掬い出し用の爪32が
設けられている。ベアリング本体20との接合面には、長
手方向に突出し、前述した環状の拡張部24と嵌合する位
置決め用の突起33と、この裏面である端面に、締め付け
用ボルト90の収納溝34を備えた貫通する一対の孔35と、
シール部材80をベアリング本体20に取付けるための一対
の貫通孔36,36が設けられている。また、上下方向に
は、中間部材50と下側部材70とを固着するための貫通孔
37が設けられ、上面において、ナット94を収納できるよ
うになっている。側面部は、一部を段部38として切り欠
かれ、中間部材50の肩部58と嵌合して互いの位置決めが
確実にできるようになっている。
このように、上側部材30はベアリング本体20の両端部
に位置するだけで、脚部21に嵌め込まれるものではない
点が前記先願のものと相違している。
なお、一方の上側部材30の端面にはグリースニップル
38が取付けられ、ボール循環路へのグリースの供給を可
能としている。そして、グリース補給溝40は、ベアリン
グ本体20に固定されたときに外部から閉じるように形成
され、グリース補給溝40は方向転換溝31に囲まれる半円
形部分41の中心まで延び、この中心から長手方向の連絡
溝42を介してボール循環路にグリースが供給される。な
お、この溝42は後述の中間部材に設けてもよい。
下側部材70には、相対向するＪ字状溝71が形成されて
おり、このＪ字状溝71の断面はほぼ半円状になってい
る。Ｊ字の先端71a同士の間には、軌道台96とベアリン
グ本体20間を移動するボールＢと干渉しないようなボー
ル保持溝72が形成されている。そして、Ｊ字状溝71とボ
ール保持溝72に囲まれた中央部73は、第４図からわかる
ように、ベアリング本体20の脚部21の下面に当接し、こ
れによってボール保持溝72は下部負荷ボール溝22bに近
接する。
このように、下側部材70は脚部21の下面に当接し、嵌
め込まれるものではない点が前記先願のものと相違して
いる。
前記中央部73には中間部材50を介しＪ字状溝71にグリ
ースを供給するための連絡溝74が形成されており、ま
た、Ｊ字状溝71の先端には、下側負荷ボール溝22bから
ボールＢを円滑に掬い出すための爪75が設けられてい
る。Ｊ字状溝71の外側の端面近傍には、前述したように
上下方向の貫通孔76が開けられ、下面部は軌道台96の取
付面と干渉しないようにビス93の頭部のための収納部77
が設けられている。また、この下面には、シール部材80
の嵌合用の蟻溝78が形成されている。
一方中間部材50には、上面において、上側部材30の方
向転換溝31とベアリング本体20のコーナー部23と相補う
形状の相対向するＪ字状溝51が形成されており、下面に
も同様の対向Ｊ字状溝52が設けられている。そして、ボ
ールリテーナ部53には、そのＪ字の先端（上面のものを
51aで示している。）同士を連結するボール保持溝54,55
が上下に形成されている。上下のＪ字状溝51,52の断面
は上側部材30,下側部材70の対応する溝31,71と補いあっ
て円周を形成するような断面半円状であり、ボールリテ
ーナ部53の上下の溝54,55は、略々４分の１の円周を有
するような断面になっている。このボールリテーナ部53
は、第７図に示される軌道台96の溝98に沿って延びる。
Ｊ字状溝51,52の180゜反転部分には、半円柱状部分56
が形成され、この半円柱状部分56、相対向するＪ字状溝
51,52及びボールリテーナ部53によって囲まれる中空部5
7は、ベアリング本体20の脚部21に嵌まり込み、肩部58
がコーナー部23の下面に接してＪ字状溝51の長手方向部
分とでボール循環路を形成する。この中間部材50の端部
近傍には、上側部材30及び下側部材70の貫通孔37,76と
連通する貫通孔59が開けられ、上側部材30の段部38と肩
部58が嵌合して、貫通孔59による取付けとともに、上下
部材30,70と中間部材50の位置決めを確実にする。そし
て、中間部材50がベアリング本体20に嵌め込まれた時に
は、上側部材30と下側部材70のグリース供給用の溝を連
結する溝60が、半円柱状部分56の内側に形成される。
シール部材80は、対向する取付板81と、下側部材70の
蟻溝78と嵌合する断面を有する一対の連結梁82から構成
されている。この取付板81の外面には、ベアリング本体
20に取付けるための貫通孔84と、上側部材30のグリース
ニップル39用の孔85が設けられ、さらに、軌道台96の転
走溝97と摺動するゴム83が焼き付けられている。ゴムシ
ールは梁82,82の対向する内側にも取付けられる。
ボールＢの組込に際しては、ベアリング本体20を裏返
しにして組立治具の上におき、まず、方向転換溝31を有
する上側部材30を、溝が上側に来るようにベアリング本
体20の両端面にボルト90によって取付ける。組立治具、
上側部材30及びベアリング本体20で、無限循環路軌道を
形成させた後ボールＢを入れ、その後中間部材50を脚部
21に嵌め込み、更に循環路52及びボール保持溝55にボー
ルＢを入れる。この上にシール部材80の連結梁82と蟻溝
78を嵌合した下側部材70を重ねたのち、上側部材30、中
間部材50及び下側部材70の４箇所の貫通孔にビス93を挿
入し、上側部材30に収納されるナット94との間で締め込
み、固着する。このようにして、ベアリング本体20の上
下負荷ボール溝22a,22bを連結するボール無限循環路が
形成される。また、シール部材80を、外側からボルト91
によって締め付け、さらに固定を確実とする。なお、シ
ール部材80は、必要な使用条件においてのみ取付ければ
よい。
このように組立てられた直線運動用ボールベアリング
10は、第４図のように、ベアリング本体20の側面と、上
側部材30、中間部材50及び下側部材70の側面が面一とな
り、ベアリング本体20の幅方向寸法内に全ての部材が組
み込まれる。第６図は、組立てられた直線運動用ベアリ
ングの側面図であり、長手方向にも余分なスペースを要
しない。
中間部材50のＪ字状溝51,52のＪ字の先端を連結する
ボール保持溝を具えたボールリテーナ部53は、軌道台96
の溝97に沿って延びており、組立てられた状態で、ボー
ルＢは、約４分の１の部分が露出するだけであるから、
ベアリング本体20を軌道台96から引き抜いたときでも、
上下負荷ボール溝22a,22bとの間でボールＢを保持する
機能を有する（第４図参照）。
ついで、第２実施例を説明する。本実施例は、第１実
施例を一部改良した直線運動用ボールベアリング100で
ある。
この第２実施例は、第１実施例をさらに改良すること
を意図したもので、その改良点を要約すると次のように
なる。
第１に、第４図に見るように、中間部材50の上側負荷
ボール溝と下側負荷ボール溝の間には肉厚の薄い部分が
できており、プラスチック成形に際してこの部分に一定
の肉厚を確保しなければならない制約上、第４図の構造
を実施するには、上側無負荷ボール溝の位置が第４図に
おいて、充分上側に設定される必要がある。ところが、
このように上側無負荷ボール溝が上側に来ると、下側負
荷ボールにかかる負荷の方向（通常、垂線から45゜方
向）線上に中実でない部分が生じ（第９図参照）、その
ため脚部21の剛性低下を招くので、この点を改良する。
その際、潤滑剤を下側のボール循環路に導く経路につい
ても単純化をはかる。
第２に、上側部材と中間部材、及び、中間部材と下側
部材に挟まれた部分に、それぞれボールが180゜方向転
換するための方向転換路が形成されるが、この方向転換
路（特に負荷ボールの導入部）はボールの方向転換に際
し反力を受けるとともに、ボールが遠心力によって押し
つけられるのでこの部分がプラスチックのみからなる場
合は摩耗が激しくなる。従って、この点を改良する。
以下、図面を参照し詳細に説明する。
第８図は本発明の第２実施例の直線運動用ボールベア
リング100の分解斜視図（ボールと軌道台を除く）で、
ベアリング本体120、一対の上側部材130,130、一対の中
間部材150,150、一対の下側部材170,170、シール部材18
0及びシール固定部材190の夫々の部材は、ボルト101,10
2、ビス103及び上側部材に内蔵されたナット（図示せ
ず）の固定手段によって組立てられる。
第８図に示されるように、ベアリング本体120は、第
１実施例同様、軌道台96に跨がるように左右に脚部121
を有し、この脚部121の両内面には上下２対の対向する
負荷ボール溝122a,122bが形成されている。このうち上
部負荷ボール溝122aは、長手方向に延びる断面が略々半
円状の溝であり、下部負荷ボール溝122bはベアリング本
体120の脚部121の下端が切断され、断面が略々４分の１
円形状の溝となっている。これらの負荷ボール溝122a,1
22bは、軌道台96のボール転走面との間で上下２対の負
荷域を形成する。この２対の負荷ボール溝122a,122b
は、前述した特開昭61−92317号公報及び第１実施例同
様、直溝であり両端部において曲面加工は行われていな
い。
ベアリング本体120の両側面には、長手方向に延び、
下方と側方に向かって開いている凹み状コーナー部123
が形成され、この部分に後述のように中間部材150及び
下側部材170と協働して、上側無負荷ボール溝112aと下
側無負荷ボール溝112bが形成される。（第９図、第10
図） 第９図、第10図に示すように、コーナー部123は、３
つの溝と１つの突起を有している。第１の溝123aは中間
部材150の嵌め込み用で鋭角の隅部を具えた溝、第２の
溝123bは上側無負荷ボール溝112aを形成するための断面
が略々半円形状の溝、第３の溝123cは下側無負荷ボール
溝112bを形成するための断面が略々1/4円形状の溝であ
る。なお、この溝123cは、下側無負荷ボール溝を第９図
より少し下側へずらすことにより不要となる（第４図参
照）。そして、突起123dが第２と第３の溝の間に形成さ
れている。
ベアリング本体120の両端面には、後述する上側部材1
30の突起133を受ける環状の拡張部124を有する上側部材
取付用ねじ孔125、及びシール固定部材190取付用ねじ孔
126が、上面には工作機械のテーブル等に取付用のねじ
孔127が設けられている。
前述のベアリング本体120には、上側部材130、中間部
材150、下側部材170がそれぞれ取付けられる。夫々の部
材を第８図とともに第９図乃至第12図を参照して説明す
る。
このベアリング本体120の両端に取付けられる一対の
上側部材130,130は、下面において、ベアリング本体120
の上側負荷ボール溝122aとコーナー部123の第２の溝123
bをつなぐＵ字状の方向転換溝131が形成されており（第
10図）、上部負荷ボール溝122aに接する方向転換溝131
の端部にボール掬い出し用の爪132が設けられている。
ベアリング本体120との接触面には、長手方向に突出
し、前述した環状の拡張部124と嵌合する位置決め用の
突起133と、この裏面である端面に、締め付け用ボルト1
01の頭部収納溝134を備えた貫通する一対の孔135と、シ
ール固定部材190をベアリング本体120に取付けるための
一対の貫通孔136が設けられている。また、下面には、
中間部材150と下側部材170とを固定するためのナットを
内蔵している。
なお、上側部材130にはグリースニップル105の取付用
孔138が設けられ、ボール循環路へのグリースの供給を
可能としている。そして、グリース補給溝140は、ベア
リング本体120に固定されたときに外部から閉じるよう
に形成され、方向転換溝131に囲まれる半円形部分の中
心まで延び、この中心から長手方向の連絡溝142（第10
図参照）を介してボール循環路にグリースが供給され
る。
下側部材170には、相対向するＪ字状溝171が形成され
ており、このＪ字状溝171の断面はほぼ半円状になって
いる。Ｊ字の先端171a同士の間には、軌道台96とベアリ
ング本体120間を移動するボールＢと干渉しないような
ボール保持溝172が形成されている。そして、Ｊ字状溝1
71とボール保持溝172に囲まれた中央部173は、第９図か
らわかるように、ベアリング本体120の脚部121の下面に
当接し、これによってボール保持溝172は下部負荷ボー
ル溝122bに近接する。
Ｊ字状溝171の先端には、下側負荷ボール溝122bから
ボールＢを円滑に掬い出すための爪175が設けられてい
る。Ｊ字状溝171の外側の端面近傍には、前述したよう
に上下方向の貫通孔176が開けられ、下面部は軌道台96
の取付面と干渉しないようにビス103の頭部のための収
納部177が設けられている。また、この下面には、シー
ル部材180及びシール固定部材190の嵌合用の溝178,179
が形成されている（第11図）。
一方中間部材150には、第８図、第10図に示されるよ
うに、上面において、上側部材130の方向転換溝131とベ
アリング本体120のコーナー部123と相補う形状の相対向
するＪ字状溝151が形成されており、下面にも同様の対
向Ｊ字状溝152が設けられている。そして、ボールリテ
ーナ部153には、そのＪ字の先端（上面のものを151aで
示している。）同士を連結するボール保持溝154,155が
上下に形成されている。ボールリテーナ部153の上下の
溝154,155は、略々４分の１の円周を有するような断面
になっている。このボールリテーナ部153は、第７図に
示される軌道台96の溝98に沿って延びる。
第９図に符号163で示されるのは、脚部121の突起123d
と離間して対向する突起である。そして、コーナー部12
3の第２の溝123bと、中間部材150のＪ字状溝151とで、
断面が略々円形の上側無負荷ボール溝112aを形成する。
また、コーナー部123の第３の溝123c、中間部材150の下
側のＪ字状溝152及び下側部材170のＪ字状溝171とで、
断面が略々円形の下側無負荷ボール溝112bを形成する。
突起123dと突起163の間は、Ｊ字状溝151,152の長手方
向部分において、上側無負荷ボール溝112aと下側無負荷
ボール溝112bを連絡させるスリット160となる。なお、
第１実施例の上下のＪ字状溝51,52の間の肉厚の薄い部
分に、上側無負荷ボール溝と下側無負荷ボール溝を通じ
るスリットを形成したものであってもよい。なお、この
スリットは、部分的に設けられたものであってもよい。
スリット160を設けたことによる効果は、上下のボー
ル循環路を均等に潤滑できることである。第１実施例で
は、上下及び中間部材に各々グリース潤滑用経路を設け
ていたが、本実施例では、上側部材130にしか設けられ
ていない。そのため構造が簡単になる。
グリースニップル105から注入されたグリースは、取
付用孔138、グリース補給溝140、連絡溝142を通じて、
上側無負荷ボール溝112aに供給される。下側無負荷ボー
ル溝112bは、スリット160によって上側無負荷ボール溝1
12aに連絡しているので、ボールＢを媒体として、グリ
ースが両無負荷ボール溝に分配される。このように、ス
リット160だけでなく、上側無負荷ボール溝112aをもグ
リース供給経路として利用している。
第９図と第４図を対比すると明らかになるように、第
９図においては、第４図のように、中間部材のみで上下
無負荷ボールを分離することをやめ、中間部材の突起16
3と脚部121の突起123dとを互いに離間させて対向させる
ことによりこれをおこなっている。かくして、第４図に
見られる中間部材の肉厚の薄い部分がなくなり、第９図
に示されるように、上側無負荷ボール溝112aの位置を低
くして下側負荷ボールの中心から垂線に対して45゜外方
に立てた直線より内方を中実部とすることが可能とな
り、これにより脚部の剛性を高めるとともに、上記の離
間対向部の間にスリット160が設けられたことにより潤
滑剤の供給経路も単純化される。
次の改良点は、ボールの方向転換路のの補強である。
既に述べたように、上側部材と中間部材、及び中間部と
下側部材に挟まれた部分にそれぞれボールが180゜方向
転換する方向転換路が形成されるが、この方向転換路
（特に負荷ボールが導入される部分）はボールの方向転
換に際し反力を受け、しかもボールが円運動をして方向
転換するため遠心力によってこの方向転換路の底の部分
に強く押付けられ、この部分がプラスチックのみからな
る場合は、摩耗が激しくなる。したがって、この方向転
換路の負荷ボール導入部となる少なくとも1/4円形状の
部分を補強することが望ましい。以下に、この点の改良
を具体的に説明する。
第８図に示すように、中間部材150のボールリテーナ
部153に、切欠164が設けられている。さらに、ボールＢ
の軌跡の外側を取り巻く断面が略々半円形の保持溝166
が、前記切欠164に続き、ボールの方向転換路の略々半
分に亘る範囲に形成されている。保持溝166は、上下の
Ｊ字状溝の長手方向端部に設けられた係入孔167で終端
を有している。この保持溝166及び係入孔167は、中間部
材150の上下の面に設けられている。161で示される部材
は、両端で係入孔167に係入し、切欠164及び保持溝166
に沿って係止されるクリップ状の補強部材である。補強
部材161は、ピアノ線等の弾性を有する金属線材からな
る。そして、切欠164、保持溝166及び係入孔167に係入
することによって、その位置を規制される。
切欠164は、補強部材161が軌道台96と干渉しないよう
に、その線径より大きい。一方、保持溝166は、補強部
材161の線径の略々半分を受け入れるだけの深さであ
る。そのため、中間部材150に対向する上側部材130及び
下側部材170には、補強部材161を受け入れるための保持
溝が設けられている。
補強部材161の作用は次のとおりである。ボールＢが
負荷ボール溝から無負荷ボール溝に移行しようとすると
き、まずボール掬い出しの爪132,175がリテーナ部153と
協働してボールＢを掬い上げる。そして、ボールＢは補
強部材161に押付けられながら方向転換をする。この補
強部材161により、ベアリング本体が軌道台96上を高速
に移動する場合の耐久信頼度が向上する。
Ｊ字状溝151,152の180゜反転部分には、半円柱状部分
156が形成され、この半円柱状部分156、相対向するＪ字
状溝151,152及びボールリテーナ部153によって囲まれた
中空部157は、ベアリング本体120の脚部121に嵌まり込
み、肩部158がコーナー部123の第１の溝123aに接してＪ
字状溝151の長手方向部分とでボール循環路を形成す
る。肩部158は先端が鋭角になっており、中間部材150が
ベアリング本体120に組立てられたとき、幅方向の位置
決めとなる。
この中間部材150の端部近傍には、下側部材170の貫通
孔176から上側部材130に内蔵されたナットにつづく貫通
孔159が設けられている。
組立てられた上下及び中間部材は、第11図に示すよう
に、運動方向の両端面において、シール固定部材190を
受け入れる第１の段部110と、シール部材180を受け入れ
るためにさらに一段陥没した第２の段部111を形成す
る。シール部材180は、前記第２の段部111に嵌め込ま
れ、ベアリング本体120と軌道台96の両端面の隙間が密
封される。そして、下側部材170の溝178に嵌合する連結
梁182の部分において、軌道台96の側面に接触し、ベア
リング本体120の上下方向も密封する。このようにし
て、直線運動用ボールベアリング100は、正面及び下面
から異物の侵入が防止される。
シール部材180が嵌め込まれた第２の段部111のさらに
外側には、シール固定部材190が第１の段部110に嵌めら
れて取付けられる。
シール固定部材190は、対向する取付板191と、下側部
材170の溝179と嵌合する断面を有する一対の連結梁192
から構成されている。この取付板191の外面には、ベア
リング本体120に取付けるための皿状拡張部付貫通孔194
と、上側部材130へのグリースニップル105取付用の切欠
195が設けられている。
ボールＢの組込に際しては、ベアリング本体120を裏
返しにして組立治具の上におき、まず、方向転換溝131
を有する上側部材130を、溝が上側に来るようにベアリ
ング本体120の両端面にボルト101によって取付ける。組
立治具、上側部材130及びベアリング本体120で、無限循
環軌道を形成させた後ボールＢを入れ、その後中間部材
150を脚部121に嵌め込み、更にＪ字状溝152及びボール
保持溝155にボールＢを入れる。
この上にシール部材180の連結梁182と溝178、シール
固定部材190の連結梁192と溝179を嵌合した下側部材170
を重ねたのち、中間部材150及び下側部材170の４個所の
貫通孔にビス103を挿入し、上側部材130に内蔵されるナ
ットとの間で締め込み、固定する。このようにして、ベ
アリング本体120の上下負荷ボール溝122a,122bを連絡す
るボール無限循環路が形成される。また、シール固定部
材190を、外側からボルト102によって締め付け、さらに
固定を確実とする。
このような直線運動用ボールベアリング100は、第１
実施例と同様、側面が面一となり、幅方向寸法内に全て
の部材が組込まれる。また、ベアリング本体120を軌道
台96から引き抜いたときボールＢを保持する機能も有す
る。
なお、上下無負荷ボール溝間にスリットを設けるこ
と、及びボールの方向転換路の補強に関する改良点は、
図面に示された上側部材130、中間部材150及び下側部材
170を有する直線運動用ボールベアリング100のみに限定
されるものではない。
そこで、従来例で示した積層状直線運動用ボールベア
リングについて、これらの改良点を加えたものを本発明
の第３実施例として第13図乃至第16図に示し、説明を加
える。なお、同じ構成を示す部分は説明を省略すること
とし、ここでは、異なる構成について述べることにす
る。
中間部材250のボールリテーナ部253に、切欠264が設
けられている。切欠264は、ボール保持溝254の縁まで延
びる連絡溝265とつながっており、連絡溝265はボールの
軌跡の外側の取り巻く保持溝266とつながっている。す
なわち、負荷ボールの導入部の範囲に溝が形成されてい
る。保持溝266は、Ｊ字状溝251の長手方向端部に設けら
れた係入孔267で終端を有している。この連絡溝及び保
持溝は、中間部材250の下面にも形成されている。264で
示される部材は、両端で係入孔267に係入し、切欠264、
連絡溝265及び保持溝266に沿って係止される補強部材で
ある。補強部材261は、前述の実施例同様ピアノ線等の
弾性を有する金属線材からなり、これらの溝と係入孔に
係止することによって、その位置が規制される。
切欠264は、補強部材261の線径より大きく、連絡溝26
5及び保持溝266は、補強部材261の略々半分を受け入れ
るだけの深さである。また、上側部材230及び下側部材2
70の対向する位置にも、補強部材261を受け入れるため
の保持溝236,276が設けられている。そして、積層状に
重ね合わされた第15図に示される上下及び中間部材は、
第16図に示されるベアリング本体220の脚部221を囲むよ
うにして取付けられる。補強部材261の機能は、前述し
たとおりであるので、ここでは説明を省略する。
もう一つの改良点は、上下のＪ字状溝251,252がスリ
ット260で連結されている点である。第13図、第15図に
示されるように、中間部材250において、Ｊ字状溝251,2
52の肉厚の薄い部分に上下の溝を貫通するスリット260
が設けられている。
先に述べたように、注入されたグリースが、スリット
260を介し上下の無負荷ボール溝に均等に分配される。
また、第17図のような、ボール戻り孔312a,312bがベ
アリング本体320の長手方向に形成された一般的な直線
運動用ボールベアリングにも、スリット360を設けるこ
とによって同様の効果が得られる。
なお、本発明は、第２図に示すような左右対称のベア
リング形状のみならず、ボールの循環機構を具えた片側
のみのベアリング本体部と軌道台の部分とを夫々ユニッ
ト式のモジュールとし、これらのモジュールを他の機械
部品（例えば、工作機械のテーブルとベット）に夫々ね
じ止めすることによって直線運動用ボールベアリングと
して用いることができることはいうまでもない。そして
ボール溝の形状をサーキュラー溝型とすることにより、
上下、左右及びモーメント付き荷重を受けるようにする
ことができることも当然である。この場合第７図に示す
軌道台とボールの接触角αを水平方向に対して45゜に設
定する。
なお、「Ｊ」字の反転部の平面形状は、半円形、Ｕ字
状のほか、矩形の角部にいわゆる「Ｒ」を付けたような
ものを含むものである。
発明の効果 本発明は以上のように構成されているから、ベアリン
グ本体の幅寸法内に全ての部材が組み込まれ、コンパク
トである。しかも、ベアリング本体のボール出入口の曲
面加工や、ベアリング本体に戻り孔を加工する必要がな
く、またベアリング本体の下部負荷ボール溝は、円周の
約４分の１でよいから加工工数が大幅に削減される。こ
の構成は、従来では必要であったリターンキャップ等の
ボールの方向転換用部材を必要とせず、しかもベアリン
グ本体を軌道台から引き抜いたときにボールの脱落を防
止するボールリテーナが内蔵されており、部品点数が少
なくてすむ。したがって製造コストを削減できる効果を
有する。
そして、ベアリング本体の剛性を増すために脚部の横
幅を大きくしても全体形状は小さく抑えることができ
る。
また、請求項（２）の構成によって、脚部の剛性を高
めることができる。
さらに、請求項（３）のように上下の無負荷ボール溝
をつなぐスリットを設けたものでは、上下ボール循環路
の循環を均等にし、グリース供給経路を簡素化して製作
を容易にする効果がある。
そして、請求項（４）のように補強部材を設けたもの
では、方向転換路の摩耗が低減され、高速運動が頻繁に
行われる場合に特に有用である。
【図面の簡単な説明】
第１図乃至第７図は本発明の直線運動用ボールベアリン
グの第１実施例であり、第１図は軌道台を除いた分解斜
視図、第２図は軌道台に対して組付けた状態の組立斜視
図、第3a図及び第3b図は上側部材と中間部材と下側部材
の取付関係をそれぞれ上側と下側から見た場合の拡大分
解斜視図、第４図は要部の軸直角方向断面図、第５図は
分解正面図、第６図は側面図、第７図は軌道台の正面
図、第８図乃至第12図は本発明の第２実施例であり、第
８図は軌道台を除いた分解斜視図、第９図はベアリング
本体を含む軸直角方向断面図、第10図はベアリング本体
を除いた軸直角方向断面図、第11図はシール部材及びシ
ール固定部材を除いた正面図、第12図はシール部材及び
シール固定部材を取付けたときの正面図、第13図乃至第
16図は本発明の第３実施例であり、第13図は中間部材の
斜視図、第14図は上側（下側）部材の斜視図、第15図は
上下部材と中間部材を組立た正面図、第16図はベアリン
グ本体の正面図、第17図は他の実施例のベアリング本体
の正面図、第18図乃至第21図は先願の直線運動用ボール
ベアリングを示す図であり、第18図は上下部材と中間部
材を組立てた正面図、第19図は上下部材の斜視図、第20
図は中間部材の斜視図、第21図はベアリング本体の正面
図である。 10,100……直線運動用ボールベアリング 20,120,220,320……ベアリング本体 21,121,221……脚部 22a,122a……上部負荷ボール溝 22b,122b……下部負荷ボール溝 23,123……コーナー部 30,130,230……上側部材 31……方向転換溝 50,150,250……中間部材 51,52,151,152,251,252……Ｊ字状溝 53,153,253……ボールリテーナ部 54,55,154,155,254……ボール保持溝 70,170,270……下側部材 71,171……Ｊ字状溝 72,172……ボール保持溝 80,180……シール部材、96……軌道台 112a……上側無負荷ボール溝 112b……下側無負荷ボール溝 160,260,360……スリット 161,261……補強部材

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】断面が略々半円形状の上部負荷ボール溝と
    断面が略々1/4円形状の下部負荷ボール溝と前記各溝と
    反対側の凹み状コーナー部とを有するベアリング本体の
    脚部に対し、 前記上部負荷ボール溝とコーナー部とをつなぐ方向転換
    溝を有する上側部材を両端に位置させ、 相対向するＪ字状溝及びそのＪ字の先端同士を連結する
    ボール保持溝を上下に形成した中間部材を前記コーナー
    部が上側無負荷ボール溝となるように嵌め込むことによ
    って前記中間部材の上側溝との間でボールの上側循環路
    を形成し、さらに、 相対向するＪ字状溝及びそのＪ字の先端同士を連結する
    ボール保持溝を有する下側部材を下側から位置させるこ
    とによって、前記中間部材の下側溝との間でボールの下
    側循環路を形成することを特徴とする、 直線運動用ボールベアリング。
  2. 【請求項２】下側負荷ボールの中心から垂線に対して45
    ゜外方に立てた直線より内方はベアリング本体脚部の中
    実部である、請求項１の直線運動用ボールベアリング。
  3. 【請求項３】上側無負荷ボール溝と下側無負荷ボール溝
    を連絡するスリットを有する、請求項１又は２の直線運
    動用ボールベアリング。
  4. 【請求項４】上側部材と中間部材、及び中間部材と下側
    部材にそれぞれ挟まれた部分に形成されるボールの方向
    転換路の少なくとも負荷ボール導入部に金属線材からな
    る補強部材を設けた、請求項１乃至３の直線運動用ボー
    ルベアリング。
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