JP4149022B2 - 直線動用玉軸受と、その製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直線動用、所謂リニアモーション用玉軸受と、その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
直線動用玉軸受は、たとえばドイツ公開特許第４０１５１２４号（特開平４−２２８９１７号）により公知である。この公知の玉軸受においては、軌道板の両側に肥厚部が形成されており、それが保持器の対応する凹部内へ嵌り込む。案内往路と案内帰路との案内壁は、球に適合されており、案内往路も案内帰路も軸に向かって開放したスリットを有する。半径方向外側へ向かって案内往路は軌道板によって、そして案内帰路は保持器の外周部によって覆われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この公知の形態では、保持器の案内往路の領域は軌道板を挿入するように形成するので、軌道板を挿入しない案内帰路の領域とは断面形状において厚さが異なり、これによって射出成形法でプラスチックから保持器を形成する場合にひずみなどが生じる。また、円周面のどこに案内往路を、そしてどこに案内帰路を配置すべきか、が前もって決められる。それは、同じ寸法であるにもかかわらず案内往路、案内帰路が異なるように配置する場合には、異なる保持器形態で形成しなければならないことを意味し、それによって射出成形用工具のコスト、保管コストなどが増大する。
【０００４】
従って本発明の課題は、その主要な構成部分、すなわち保持器が同じ単一の工具で合理的に形成することができ、かつ同じ基本保持器を使用する場合に、周面に負荷球列の個別配置を有する玉軸受の種々の変形例の形成を可能にする、直線動用玉軸受を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この課題は本発明によれば、保持器の案内往路と案内帰路との相対向した側方の案内壁が、等しい断面形状を有し、かつその半径方向外側の領域に軸方向に延びる横溝を有することによって解決される。
【０００６】
このようにして、たとえば軸方向に型外しすべき工具内での射出工程後に、軸方向に延びるすべての案内往路、案内帰路に於て、又中間ウェブに於て等しい断面を有する保持器原形が得られる。最初は保持器原形のすべての案内往路、案内帰路は半径方向外側へ向かって閉鎖されている。それぞれ案内往路を周面に所望に指定した後に、外壁の所望の案内往路の領域を破り、すなわち半径方向の切欠きを形成し、その中へ軌道部材を挿入する。この軌道部材は軸方向に延びる両側に突出部を有し、その突出部が保持器の案内壁の横溝内へ突入し、それによって軌道部材を切欠きに対して半径方向に固定する。半径方向の切欠きに、長手方向に直線的に延びる縁を設けることができる。しかしまた、長手方向に異なる幅の部分を設けることも可能である。その場合には軌道部材も同様にして異なる幅の部分を形成することができる。その場合は、軌道部材の突出部は、軌道部材の長さの一部にだけ設けるか、ないしは所定の領域のみが保持器の横溝内へ突入するようにすることができる。
【０００７】
切欠きを容易に形成できるようにするために、本発明の他の特徴によれば、保持器の外周面の軸方向に延びる横溝の領域に、切欠き１５を形成するための部分を形成してもよい。同様に、後に挿入すべき軌道部材の軸方向端面の領域に於て、保持器に円周方向に延びる千切り易い部分を形成してもよい。
【０００８】
案内往路と案内帰路との相対向した側方の案内壁は、本発明の他の特徴によれば、高さ全体にわたって球を包囲するように円弧状に形成するか、あるいは部分円直径の内部の領域においてのみ円弧状であって、部分円直径の外部の領域においては直線的に延びるように形成してもよい。これによって球が半径方向において半径方向外側へ所定の限界内で自由に移動することができる。軌道部材を半径方向に完璧に保持することができるようにするために、本発明の他の特徴によれば、相対向した側方の案内壁に軸方向に設けられた横溝は、球の直径の半分よりも長く形成する。
【０００９】
本発明の他の特徴によれば、保持器の外周面の案内往路と案内帰路との領域に、半径方向外側から軸方向に延びる円弧状の溝などを設ける。これらの溝は保持器の外側を弱くし、案内往路の領域に切欠きを形成する際に千切り線で囲まれた部分の抜き取りを容易にすると共に、更に案内往路内に切欠きを通じて球を詰込んでエンドレスの球列を形成する際に、案内帰路の領域に残る溝を、切欠きを自動的に探す、ないしは整合させるための接触子などを添接させる添接面として用いることができる。
【００１０】
本発明による直線動用玉軸受の製造方法によれば、まず保持器原形を成形する。この保持器原形の筒壁においては円周方向に等間隔に分散して設けた軸方向に延びるすべての案内往路と案内帰路とが等しい断面形状で形成され、かつ半径方向外側に向かって閉鎖されている。次にそれぞれ案内往路を所望に指定した後に、その案内往路の半径方向の覆いを除去することによって軌道部材を収容するための切欠きを形成し、その後、玉軸受の部分を組み立てる。
【００１１】
本発明の他の特徴によれば、軌道部材を収容するための切欠きの少なくとも一部を、保持器原形を成形する際に形成する。
【００１２】
本発明は、すでに説明したように、種々の実施変形例のために、すなわち負荷球を有する案内往路が円周方向に異なって分配されている場合でも、同じ基本保持器を使用する可能性を開示するものである。又、それぞれ案内往路と案内帰路との各端部同志を連通する方向変換路を備えた、保持器の端部に固定されるカバーを、すべての可能な変形例の保持器のために等しく成形して、使用することができる。すなわち、軸受の軸方向の各端部に配置するカバーも一種類でよい。そして、このカバー内にシールをスナップ係合で取付けてもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。
直線動用玉軸受は、円筒状に形成された保持器１を有し、その保持器の内周面が軸２の外周面を完全に包囲する。保持器１の軸方向の各端部には、環状のカバー３が保持器１のそれぞれの終端部分５の円筒状の内面４内に取り付けてある（図１Ｂ、図３）。
【００１４】
保持器１の筒壁は、負荷球７を案内する軸方向の案内往路６と、無負荷球９を案内する軸方向の案内帰路８を有する。保持器１と、その両端部のカバー３は鋳造または射出成形可能なエラストマーからなり、それらはそれぞれ図示してない鋳型内で射出成形方法で成形されている。保持器の鋳型には、それ自体公知の案内往路６と案内帰路８を形成するための軸方向のスライダを設けることができる。
【００１５】
図示の例においては、案内往路６と案内帰路８とが保持器１の円周方向に等間隔を保って交互に配置されている。図１（Ａ）、図２の下半分の図から明らかなように、案内往路６の相対向した両側の案内壁１０，１０と、案内帰路８の相対向した両側の案内壁１１，１１は断面形状が等しく、高さの全体にわたって負荷球７や、無負荷球９を包囲する凹円弧状に形成されている。この案内壁１０，１０、１１，１１の凹円弧の中心は、軸２の中心軸線に対して同心の共通の円周Ｒ上に位置する。そして、案内壁１０，１０と１１，１１の半径方向外側の領域には、球７，９の直径の半分よりも幅が広い相対向した横溝１２，１２、及び１３，１３が軸方向に設けてある。従って、横溝１２と１２、及び１３と１３の合計した幅は球７や９の直径よりも大で、横溝１２，１３の各端部は球７や９、ないし案内壁１０，１０や１１，１１を越えて側方に突出している。このように案内壁１０，１０と横溝１２，１２、及び案内壁１１，１１と横溝１３，１３は全く同じ断面形状になっているので、どちらも負荷球用の案内往路６、無負荷球用の案内帰路８にすることができる。
【００１６】
図１（Ａ）の上半分の図において、保持器１は、案内往路６の領域に半径方向の切欠き１５を有し、この切欠きは保持器の外周面１４に開口している。この切欠き１５は保持器１の射出成形後に形成する。つまり、保持器の筒壁には案内往路の領域に、切欠き１５の輪郭に沿った千切り線を設けておき（図４参照）、筒壁の千切り線で囲まれた部分１５′を抜き取って切欠きを容易に形成できるようにするとよい。この切欠き１５は長手方向に一定の幅で設けてもよいし、長手方向に幅の異なる部分を有していてもよい。切欠き１５は外側へ向かって鋼製等の軌道部材１６によって覆われており、その軌道部材の内側が負荷球７のための軌道１７になっている。各軌道部材１６の両側には側方へ突出する突出部１８，１８が設けてあり、その突出部が案内往路６の相対向した案内壁１０，１０に形成された横溝１２，１２内へ突入し、軌道部材１６を切欠き１５の内部に保持する。
図１Ａ、図２の下半分の図に示したように、隣接した案内壁１０，１０と横溝１２，１２、及び案内壁１１，１１と横溝１３，１３が同一断面形状で、どちらも負荷球用の案内往路、無負荷球用の案内帰路にすることができる場合は、切欠き用の千切り線を案内壁１０，１０、１１，１１の全部に対して設け、案内壁１０，１０、１１，１１のどちらかに切欠き１５を形成し、負荷球用の案内往路にすればよい。
【００１７】
軸方向に対向した両方のカバー３の内側には半円弧状に延びる方向変換路１９が円周方向に間隔を保って設けてある。各方向変換路１９はそれぞれ案内往路６の端部を隣接する案内帰路８の端部に連通させる。
【００１８】
保持器１の内周には案内往路６の領域にも、案内帰路８の領域にもそれぞれ軸２に向かって開放した、軸方向に延びるスリット２０，２１が設けられている。カバー３の内周にも方向変換路１９の領域に、半円弧状に延びるスリット２２を有する。これらのスリット２０，２１，２２の幅は球７，９の直径より小さい。それぞれ案内往路６、案内帰路８および軸方向に対向して配置された２つの方向変換路１９が、エンドレスの循環走行路を形成し、その内部に球７、９のエンドレスの列が組み込まれている。球は、案内往路に設けた切欠き１５に軌道部材１６を取付ける前に、その切欠きから案内往路に詰め込み、２つの方向変換路１９，１９、及び案内帰路８に誘導して行き渡らせ、エンドレスの列にし、その後で軌道部材１６を切欠き１５に嵌めて固定する。
【００１９】
軸２が軸方向のどちらの方向に移動する際も、球７が軌道部材１６の軌道１７と軸２の円筒状の外周面との間で転動し、半径方向の負荷を軸２から軌道部材１６を介し、保持器を内周に保持した図示されていない筒形のハウジングの内周へ伝達する。こうして、負荷球７は案内往路６から軸方向の一方の方向変換路１９を介して案内帰路８へ、すなわち負荷ゾーンから軌道部材１６で負荷されない無負荷ゾーンへ達し、無負荷球９として案内帰路８を転動したのち軸方向の他方の方向変換路１９を介して再び案内往路６へ戻り、案内往路内を転動して循環運動を行う。
【００２０】
図１Ｂ、図３には、カバー３の２つの実施形態が示されている。各カバー３の外周面２３は保持器１の終端部分５の内周面４内へ挿入されている。図１Ｂ、図３の左側のカバー３の内周２４は軸２の直径よりもわずかに大きく形成されており、軸２の外周面との間に非接触式のラビリンスシールを形成する環状間隙２５を保っている。図１Ｂ、図３の右側のカバー３の内周には、軸２の外周面上に付勢されて接触する２つのシールリップ２７、２８を有するシール２６が嵌込んで設けてある。
【００２１】
図１Ａ、図２の下半分の図の「Ｘ」の箇所、つまり保持器１の外周面の案内帰路８の領域に、半径方向外側から形成された部分円形の断面形状を有する軸方向の溝２９が設けられている。この溝２９は、球７と９を切欠き１５を通じて詰込む際に、保持器を回転して切欠きを球の詰込み位置に自動的に整合させる接触子などが係合するのに利用できる。
【００２２】
【発明の効果】
保持器の射出成形に於て負荷球用の案内往路と無負荷球用の案内帰路とが断面形状に於て全く同一なので単一の工具でひずみなく成形できる。
軌道部材をスナップ係合させる切欠きは予め設けた千切り線を介して簡単に形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は、本発明による直線動用玉軸受の断面図で、特に上半分は切欠き用の素材を抜き取った後、切欠き内に軌道部材を嵌め入れ、下半分は切欠きを形成する前の断面図、（Ｂ）は図１（Ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図２】図１（Ａ）の拡大図である。
【図３】図１（Ｂ）の拡大図である。
【図４】保持器の一部の斜視図である。
【符号の説明】
１ 保持器
２ 軸
３ カバー
４ 保持器の終端部分の内面
５ 保持器の終端部分
６ 案内往路
７ 負荷球
８ 案内帰路
９ 無負荷球
１０ 案内壁
１１ 案内壁
１２ 軸方向の横溝
１３ 軸方向の横溝
１４ 保持器の外周面
１５ 半径方向の切欠き
１６ 軌道部材
１７ 軌道部材の軌道
１８ 軌道部材の突出部
１９ カバーの方向変換路
２０ 軸方向のスリット
２１ 軸方向のスリット
２２ 半円弧状のスリット
２３ カバーの外周面
２４ カバーの内周
２５ 環状間隙
２６ シール
２７ シールリップ
２８ シールリップ
２９ 軸方向の溝

Claims (9)

1. 軸を少なくとも部分的に包囲する内周面を有し、半径方向外側の軌道部材と軸との間で転がる負荷球のための軸方向の案内往路と、無負荷球のための軸方向の案内帰路とを有し、ハウジングの内周に取り付け可能な保持器と、それぞれ案内往路と、案内帰路の各端部同士を連通する方向変換路を備えた、保持器の軸方向の各端部に固定される二つのカバーと、前記案内往路、案内帰路、二つのカバーの方向変換路内でエンドレスの列として案内される球とからなり、前記案内往路と案内帰路とに、これらに沿って延び、軸に向かって開放し、且つその半径方向内側の幅が球の直径よりも幾分小さいスリットと、
   球の一部を包囲するほぼ部分円形の断面輪郭を有し、前記案内往路および案内帰路の一部を形成する相対向した側方の案内壁とが設けられ、
   前記断面輪郭の中心が軸の中心軸線に対して同心の共通の円周上に位置している直線動用玉軸受において、保持器（１）の案内往路（６）と案内帰路（８）の相対向した側方の案内壁（１０、１１）が等しい断面形状を有し、かつその半径方向外側の領域で玉軸受の半径方向と垂直な方向に延びる横溝（１２、１３）を有すると共に、
   前記保持器（１）の外周面（１４）の、負荷球（７）用の案内往路（６）の領域に半径方向の切欠き（１５）が設けられ、その切欠き内へ軌道部材（１６）が挿入されており、その軌道部材の両側から側方に突出する軸方向の突出部（１８）が保持器（１）の相対向した側方の案内壁（１０）に形成された横溝（１２）内へ突入しており、
   前記保持器（１）の外周面（１４）の軸方向に延びる横溝（１２、１３）の領域に、切欠き（１５）を形成するための部分（１５′）が設けてあることを特徴とする直線動用玉軸受。
2. 半径方向の切欠き（１５）が長手方向に、幅の異なる部分を有することを特徴とする請求項１に記載の直線動用玉軸受。
3. 軌道部材（１６）の軸方向の両端面の領域に於て、保持器（１）の外周面（１４）に円周方向に延びる千切り線が設けてあることを特徴とする請求項１に記載の直線動用玉軸受。
4. 案内往路（６）と案内帰路（８）との相対向した側方の案内壁（１０、１１）が高さ全体にわたって、球（７、９）を包囲するように円弧状に形成されていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の直線動用玉軸受。
5. 相対向した側方の案内壁（１０、１１）が部分円直径の内部では円弧状に、そして部分円直径の外部では直線的に延びるように形成されていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の直線動用玉軸受。
6. 相対向した側方の案内壁（１０、１１）の軸線方向に設けられた横溝（１２、１３）は、玉軸受の半径方向と垂直な方向の寸法が球の直径よりも長く形成されていることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載の直線動用玉軸受。
7. 保持器（１）の外周面（１４）の案内帰路（８）の領域に、半径方向外側から形成された軸方向の溝（２９）が形成されていることを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項に記載の直線動用玉軸受。
8. 溝（２９）が、部分円形の断面輪郭を有することを特徴とする請求項７に記載の直線動用玉軸受。
9. 軸を少なくとも部分的に包囲する内周面を有し、半径方向外側の軌道部材と軸との間で転がる負荷球のための軸方向の案内往路と、無負荷球のための軸方向の案内帰路とを有し、ハウジングの内周に取り付け可能な保持器と、それぞれ案内往路と案内帰路の各端部同士を連通する方向変換路を備えた、保持器の軸方向の各端部に固定される二つのカバーと、前記案内往路、案内帰路、二つのカバーの方向転換路内でエンドレスの列として案内される球とからなり、前記案内往路と案内帰路とに、これらに沿って延び、軸に向かって開放し、且つその半径方向内側の幅が球の直径よりも幾分小さいスリットと、球の一部を包囲するほぼ部分円形の断面輪郭を有する相対向した側方の案内壁とが設けられ、前記断面輪郭の中心が軸の中心軸線に対して同心の共通の円周上に位置している直線動用玉軸受を製造する方法において、
   まず、円周方向に等間隔で設けられた軸方向に延びるすべての案内往路と案内帰路とが同じ断面形状を有し、かつ半径方向外側に向かって閉鎖された保持器原形を成形し、次にそれぞれ案内往路を任意に指定した後に、その案内往路の半径方向の閉鎖部を除去することによって軌道部材を収容するための切欠きを形成し、その後に軌道部材を組み立てることを特徴とする直線動用玉軸受の製造方法。

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