JP2556901B2 - リニアモ−ションボ−ルベアリングの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、リニアモーションボールベアリングの製造
方法に関するものである。

〔従来の技術〕

リニアモーションボールベアリングは、数条のボール
列が負荷側よりボール保持器の戻り回路を通じて再び負
荷側へと無限の循環運動を行いながら荷重を受ける機構
となつており、リニアモーションシヤフトと組合せて使
用する場合には緊密な且つ円滑なころがり接触に基づく
最小の摩擦抵抗により軽快な往復直進運動が得られ、省
エネルギーに対する貢献は計り知られざるものがあり、
産業用ロボツトを始め、各種計測機器、医療機器、コン
ピユーター端末機器関係等に広範囲に採用されている。

リニアモーションボールベアリングは、第９〜第11図
に示す如く構成されており、第９図は縦断面図、第10図
は上半分横断面図で第９図のＸ−Ｘ断面を示し、下半分
は第９図のＰ方向から視た側面を示している。これらの
図で、１は炭素鋼よりなるリニアモーションボールベア
リング外筒（以下外筒と称する）、２はプラスチツク製
のボール保持器、３はボール、４、５はボール保持器２
を外筒１内に固定する炭素鋼製の止め輪を示している。
第11図はボール保持器２を展開し外面から視た一部上面
図で、ボール保持器２には、ボール保持部５が設けられ
ており、このボール保持部５は内側面に開口を有しない
凹面部5aと内側面にスリツト状の開口を有するスリツト
部5bとからなり、これらの凹面部5aとスリツト部5bとは
ボール保持部５の軸方向に沿つて設けられ、両者はそれ
ぞれの端部において連続する構造となつており、ボール
３の直線状の転動のための循環路が構成されており、回
転対称の位置に設けられている。

ボール保持部５に保持されているボール３はスリツト
部5bでリニアモーションシヤフト（以下シヤフトと称す
る）（図示せず）に当接するようになつており、シヤフ
トとボール３の相対位置が変るとき、ボール３はスリツ
ト部5b内を転動して、これに連通する凹面部5a内に保持
されているボール３と順次交替することによつて軸受と
して作動する。

外筒１はボール保持器２が嵌挿される、複数個の凹部
の連設されている凹面部の設けられている内周面1bと円
形の外周面1aとを有している。

第１表は、出願人の製造しているリニアモーションボ
ールベアリングの仕様と定格を第９図、第10図との関係
において示すもので、内接円径ｄ、外径Ｄ、幅Ｌ、溝間
隔Ｂ、溝底径Ｅ、溝幅Ｆ、ボール列数Ｇ、基本動定格荷
重Kgf、最適動定格荷重Kgf、基本静定格荷重Kgfが内接
円径ｄが６、８、10、12、13、16、20、25、30、35、40
（mm）の場合について示してある。

この外筒１を製造するには断面円形の外筒材料の内面
を切削して製造していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

リニアモーションボールベアリングの需要は益益広く
なり、最近は、リニアモーションボールベアリングの長
さの長いもの、例えば、従来の２倍の長さのものが必要
となつて来た。

しかし、従来はリニアモーションボールベアリングの
外筒は、上述の如く、断面円形の外筒材料の内面を切削
して製造していたため、このように従来の長さの２倍の
長さのものを切削方法で作成することは、精度、作業性
の点で問題があり、対策が求められていた。

本発明は、このような問題点を除去して、長さの長い
リニアモーションボールベアリングに対する要望に答え
ることができる。精度の良いリニアモーションボールベ
アリングを作業性よく提供可能とすることを目的とする
ものである。

〔問題を解決するための手段〕

上述の問題点を解決するためにとられた本発明の構成
は、 内周面に中心軸の方法に伸び連設されボールの復路を
構成する複数個の凹面を有する円筒体よりなる外筒内
に、ボールの直線状の転動のため循環路が形成されてい
るボール保持器を嵌挿して製造するリニアモーションボ
ールベアリングの製造方法において、 均一の肉厚を有する円筒体よりなる外筒材料を作成す
る第１の工程と、 前記中心軸を中心とし同一半径上に中心点が配列する
複数個の円弧が中心軸に対して回転対称の位置に配列し
て形成される花形状の横断面を有する雄型と前記雄型の
前記花形状の横断面と略相似形の雌型を用いて冷間成形
加工により、前記ボール保持器を複数個配列させ得る長
さを有し、均一の厚みを有する花形状の成形加工体を作
成する第２の工程と、 該第２の工程で作成された均一の厚みを有する花形状
の成形加工体の外周面を円形に切削加工して外形円筒状
の厚肉体よりなる前記外筒を作成する第３の工程と、 該第３の工程で作成された前記外筒内に前記ボール保
持器を軸方向に複数個嵌挿する第４の工程と を有することを特徴とするものである。

〔作用〕

この出願の発明では、第１の工程で、均一の肉厚を有
する円筒体材料を外筒の内周面と同一形状を有する型を
用いて冷間成形加工、例えば、引抜加工することによつ
て、外筒の内周面を形成できるので、長さが長くなつて
も内周面の精度のよい外筒を作成することができる。

そして、第１の工程で、冷間成形加工、例えば、引抜
き加工されて、外周の内周面と相似の形状に加工された
円筒体の外周は第２の工程で円形に切削加工される。

すなわち、切削の困難な外筒の内周面の加工を冷間成
形加工、例えば、引抜き加工でおこない、外周面の加工
を切削加工して生産できるので、外筒の長さが長くなつ
ても、精度良い加工を作業性よく行なうことができる。

この製造方法では、外筒の横断面の連設される複数の
凹面よりなる花形状断面を有する雌型と、超硬材よりな
り雌型と相似形の花形状断面を有する雄型とを用い、均
一の肉厚を有する円筒体よりなる外筒材料に、冷間成形
加工、例えば、引抜き加工を行うので、長さの長い外筒
の内周面をその後の加工を必要としない状態で加工する
ことができる。

そして、このように本発明の製造方法で製造された外
筒は、加工精度が良く、作業性がよいため、精度良く廉
価なリニアモーションボールベアリングを提供すること
ができ、広汎な需要を満足させることができる。

〔実施例〕

以下、実施例について説明する。

第１図及び第２図は、本発明の一実施例の上半分縦断
面図及び上半分横断面図で、第２図は第１図のＹ−Ｙ断
面を示し、下半分は第１図のＱ方向から視た側面を示
し、第３図はボール保持器２を展開し外面から視た一部
上面を示している。これらの図で第９、第10図及ぴ第11
図と同一部分には同一符号が付してある。

第２表は実施例のリニアモーションボールベアリング
の仕様と定格を第１図、 第２図、及び第３図との関係において示すもので、第１
表と同一項目について、内接円径ｄが、６、８、10、1
2、13、16、20、25、30（mm）の場合について示してあ
る。

この実施例のリニアモーションボールベアリングは内
接円径ｄに対する幅Ｌ′が第１表のものの２倍となつて
いる（以下このようなリニアモーションボールベアリン
グをダブル型と称する）。この実施例のダブル型のリニ
アモーションボールベアリングは、例えば、第１図及び
第２図に示すような、ダブル型のリニアモーションボー
ルベアリング外筒１内に第９及び第11図に示した従来の
リニアモーションボールベアリングのボール保持器２を
２個嵌挿して構成されている。

このダブル型のリニアモーションボールベアリング
は、従来のリニアモーションボールベアリングを２個並
列にして使用する場合における精度が、それぞれの精度
が最大３μの場合に最大６μとなるのに対して、最大３
μの精度とすることができるので、著しく高い精度を有
するリニアモーションボールベアリングを得ることがで
きる。また、構造上はシール、リング等の個数が減るの
で、組み付けが容易な点と相俟って価格は割り安とな
る。さらにダブル型は高荷重に耐え、高剛性である。

これらの優れた特性を有するリニアモーションボール
ベアリングは本発明のリニアモーションボールベアリン
グの製造方法を用いて得られるもので、以下その実施例
について説明する。

第４図は一実施例の製造方法の説明図で、外筒のそれ
ぞれ異なる形成工程における断面図であり、第５図及び
第６図はそれぞれ使用する雌型の縦断面図及び要部横断
面の説明図、第７図及び第８図は同じく雄型の縦断面図
及び要部横断面の説明図である。

先ず、外径50.8mmφ、肉厚6.5mmの原材料を前引処理
した外径48mmφ、肉厚6mmの炭素鋼よりなる、第４図
（ａ）に示すような円筒体6aを用意し、これを第５〜第
８図に示すような雌型７と雄型８を用いて引抜き加工を
施すと、内径48mmφの円筒体6aは拡管され、第４図
（ｂ）に示すような外筒１の内周面1bと同一形状で肉厚
一定の花形状筒体6bとなる。この工程で外筒１の内周面
は切削作業を必要とせず、引抜き作業のみで作成するこ
とができる。なお、この際引抜きで加工できない細部、
ボール保持器を外筒内１に固定するためボール保持器２
の両端部に設けられる止め輪４、５固定用の溝等の加工
を行なう。

次に、外筒１の内周面1bと同一形状の外周を有する第
４図（ｂ）に示す花形状筒体6bの外周を切削加工して第
４図（ｃ）に示すように、外筒6cが得られる。そして、
一部に固定用の円周溝が形成される。

本発明の外筒の製造方法では、第１の工程で、肉厚一
定の円筒体6aから肉厚一定の花形状筒体6bを冷間成形加
工、例えば、引抜き加工によつて製造するようにしたの
で、長さの長い外筒の製造も精度良く容易に実施するこ
とができる。

この第１の工程によつて、ダブル型のような長さの長
い外筒の内周面の精度良い加工を容易に実施できるよう
にして、このようにして製造された花形状筒体1bの外周
を切削して外筒１とすることができるので、従来の如
く、円筒体の内周面を切削して花形状の内周面を製造す
るのに較べて製造は容易で、長さの長い外筒を精度良く
容易に製造可能としたものである。なお、円筒体を内周
面円筒状の雌型７と花形状の外周面を有する雌型８を用
いて成形加工することは実施不可能であり、本発明の如
く第１工程と第２工程との組み合わせによつて所期の目
的を達成可能としたものである。

そして、このような本発明のリニアモーションボール
ベアリングの製造方法は、上述の如き製造用工具を用い
て実施可能としたものであり、これらの雌型、雄型には
超硬材が用いられるが、例えば、CVDによりTiN、TiC等
でコーテイング処理したものを用いることが望ましい。

〔発明の効果〕

本発明のリニアモーションボールベアリングの製造方
法は、長さの長いリニアモーションボールベアリングに
対する要望に答えることのできる、精度の良いリニアモ
ーションボールベアリングを作業性よく提供可能とする
もので、産業上の効果の大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれ本発明のリニアモーション
ボールベアリングの製造方法の一実施例で製造されたリ
ニアモモーションボールベアリングの縦断面図及び一部
横断面図、第３図は同じくボール保持器を展開し外面か
ら視た一部上面図、第４図は本発明のリニアモーション
ボールベアリングの製造方法の一実施例の説明図、第５
図及び第６図はそれぞれ使用する雌型の縦断面図及び要
部横断面の説明図、第７図及び第８図は同じく雄型の縦
断面図及び要部横断面の説明図、第９図及び第10図は従
来のリニアモーションボールベアリングのそれぞれ一部
縦断面図及び一部横断面図、第11図は同じくボール保持
器を展開し外部から視た一部上面図である。 １……リニアモーションボールベアリング外筒、２……
ボール保持器、３……ボール、6a……円筒体、6b……花
形状筒体、6c……リニアモーションボールベアリング外
筒、７……雌型、８……雄型。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−135226（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−155922（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−203138（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−68516（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭44−2361（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭54−8813（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭52−49540（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭61−54502（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭51−46504（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭41−10676（ＪＰ，Ｙ１)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内周面に中心軸の方向に伸び連設されボー
   ルの復路を構成する複数個の凹面を有する円筒体よりな
   る外筒内に、ボールの直線状の転動のため循環路が形成
   されているボール保持器を嵌挿して製造するリニアモー
   ションボールベアリングの製造方法において、 均一の肉厚を有する円筒体よりなる外筒材料を作成する
   第１の工程と、 前記中心軸を中心とし同一半径上に中心点が配列する複
   数個の円弧が中心軸に対して回転対称の位置に配列して
   形成される花形状の横断面を有する雄型と前記雄型の前
   記花形状の横断面と略相似形の雌型を用いて冷間成形加
   工により、前記ボール保持器を複数個配列させ得る長さ
   を有し、均一の厚みを有する花形状の成形加工体を作成
   する第２の工程と、 該第２の工程で作成された均一の厚みを有する花形状の
   成形加工体の外周面を円形に切削加工して外形円筒状の
   厚肉体よりなる前記外筒を作成する第３の工程と、 該第３の工程で作成された前記外筒内に前記ボール保持
   器を軸方向に複数個嵌挿する第４の工程と を有することを特徴とするリニアモーションボールベア
   リングの製造方法。