JP4447781B2 - リニア転がり軸受け - Google Patents

Description

【０００１】
背景技術
本発明は、リニア転がり軸受けであって、ガイドキャリッジが設けられており、該ガイドキャリッジが、ボールを介してガイドレールに支持されていて、該ガイドレールに沿って走行可能であり、ボールが、ガイド部分内に保持されており、該ガイド部分が、ガイドキャリッジに解離可能に固定されていて、ガイドレールの、転動路が設けられた長手方向側部に配置されており、ガイド部分が、それぞれエンドレスなボール循環のために、支持されるボールのための転動路と、戻されるボールのための戻し通路と、支持されるボールと戻されるボールとの領域を互いに接続する２つの変向通路とを有しており、それぞれガイド部分に加工成形された戻し通路が、該戻し通路の全長にわたって延びる開口を有しており、該開口の幅寸法が、挿入されたボールの直径よりも小さく寸法設定されている形式のものに関する。
【０００２】
無制限の行程を有するリニア転がり軸受けでは、支持ゾーン、変向部および戻し案内部からの転動体の導出と、支持ゾーン内への再導入とが、ボールの確実な保持と共に、キャリッジの組み付けられていない状態では、解決し難い課題を成している。一般的に、内側の変向部分と、外側の変向部分と、保持ウェブとが使用される。これらの部分によって、接合箇所と、支持体への移行部とにおいてボール循環が邪魔され得る。なぜならば、多数の部分によって、縁なしの循環の形成が困難になってしまうからである。さらに、複数の部分によって、工具コストと、軸受けコストと、組付けコストとが増加してしまう。ガイドキャリッジの、転動体を支持する部分に変向部分を正確に対応させることは、しばしば経済性に関する不十分な妥協を意味している。
【０００３】
多数の個別部分を備えた異形成形材レールガイドの他に、内側の変向部が一体に成形されていて、戻し部がプラスチックでライニングされている異形成形材レールガイドも知られている。こうして、ほぼ縁なしの循環が形成される。この構成には、支持転動路と外部環境とに対して必要となるシール部に基づき生ぜしめられる、極めて高い工具コストと、型内への挿入および完成した部分を熱い型から取り出すことの問題と、支持転動路にシール面および位置決め面を有する部分によってその都度生ぜしめられるコストとが欠点として存在する。
【０００４】
ドイツ連邦共和国特許第３３０４８９５号明細書に基づきリニア転がり軸受けが公知である。このリニア転がり軸受けでは、ボール循環シューまたは軸受け体が、当て付けられた薄板部分、しかも、支持されるボールのための、Ｗ字形のボール保持器と、負荷されずに戻るボールのためのボールガイド溝を外部に対して閉鎖する、Ｕ字形の横断面を備えたカバーとを有している。これらの付加的な薄板部分のために、ボール循環シューの構造が高価になると同時に組付けに手間がかかってしまう。
【０００５】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第３０１９１３１号明細書に基づき、冒頭で述べた形式のリニア転がり軸受けが公知である。このリニア転がり軸受けでは、保持プレートとして形成されたガイド部分の、ボールのための戻し領域に、長手方向に向けられた、戻し通路を形成する一貫して延びる開口が形成されている。したがって、ここでは、各ガイド部分に、外方に向かって開いているだけでなく、ガイドキャリッジとして働く機械エレメントに向かっても開いている狭幅の開口が設けられている。ボールは、開口を通って突出し、長手方向に向けられた転動路によって案内される。この転動路は、溝として機械エレメントに加工成形されなければならないので、付加的な加工コストと工具コストとが必要となる。
【０００６】
発明の利点
本発明の課題は、高い工具コストの欠点なしにかつ射出成形のために、支持体におけるシール面にかかるコストを有することなしに、一体成形されたまたは射出成形されたプラスチック領域を備えた軸受けと同等の、可能な限り少ない、組み合わされた部分を備えたリニア転がり軸受けを提供することである。
【０００７】
この課題は、本発明によれば、開口が、各変向通路の全長にわたっても延びており、変向通路と戻し通路とが、開口とは反対の長手方向側に、ボールのガイドに協力する、閉鎖された底部を有していることによって解決される。したがって、変向路に、閉鎖された底部が一体に設けられており、通路が、底部とは反対に位置する側で狭められており、これによって、ボールが特定の通路内でガイドされていて、側方にも鉛直方向にも逃出できないようになっている。
【０００８】
循環時には、転動体が、ガイド部分の、それぞれ少なくとも３つの点で接触している。すなわち、センタリング部と相俟って、正確に位置決めされた転動体を備えた工具内での射出成形に比較可能な循環精度が達成される。特に支持ゾーンへの入口では、ボールが側方でかつ鉛直方向でずらされることなしにガイドキャリッジとレールとによって形成された、支持ゾーンの横断面に進入する。したがって、屋根状の斜面によっても、ガイドキャリッジの支持転動路に直接的に、正確な位置対応が達成される。有利には支持転動路と共に研削されるこのセンタリング部は、最も重要な箇所、つまり、変向部から支持ゾーンへの移行部に測定可能なずれをほとんど生ぜしめないために働く。変向部内側の、中心を越えて引き上げられた縁部は、ボールが突出し得ることを、支持体への移行箇所で直接的にさえ阻止している。
【０００９】
本発明は、ガイドレールの各長手方向側部のために、支持体もしくはガイドキャリッジにただ１つのプラスチック部分または金属部分が取り付けられなければならないという利点にも結びつけられている。このプラスチック部分または金属部分は、完全な変向路と、ボール保持部とを有しているかまたは完全な変向路および戻し通路と、ボール保持部とを有していて、それぞれ２つの同一のカバーによって閉鎖される。さらに、プラスチック部分または金属部分は、３つの点で過剰に支持された、支持転動路に対する申し分のない位置対応によって、支持転動路に対応させられた、ほぼ縁なしの正確な循環を可能にしている。
【００１０】
本発明によれば、循環領域を備えた軸受けが提供される。この循環領域は、適切なアンダカットによって、転動体をただ１つの部分で変向させることと、戻し案内することと、組付け前または組付け時の脱落を防止することとを可能にする。この場合、この部分は、それぞれプラスチックまたは金属から成っていてよい。
【００１１】
リニア転がり軸受けは、２つの支持領域を有するガイドキャリッジのための４列式の玉軸受けとして形成されていてもよいし、レール側部でのみ支持されるキャリッジのための２列式の玉軸受けとして形成されていてもよい。互いに密接に隣接している転動路によるガイドでは、それぞれ互いに隣接する２つの支持転動路の間でまたは両支持転動路に並んで、支持転動路を有するウェブにまたは片側で支持される支持キャリッジに直接に凸状のノーズが形成されている。互いに離れて位置している転動路では、位置決め輪郭が凹状に選択されていてもよいし、方形の横断面を備えて形成されていてもよい。穿孔された戻し部における戻し孔の面取り部もしくは座ぐり部、または穿孔されていない戻し部における保持輪郭と相俟って、支持体における間隔がガイド部分における間隔よりも大きく設定されると、正確な位置決めが達成される。さらに、両部分はその形状接続（Ｆｏｒｍｓｃｈｌｕｓｓ）のために、突き合わせ時におけるずれが防止されているので、この理由に基づき、通路横断面の変化が生ぜしめられることはあり得ない。変向部分とガイド部分とは２つの部分から成っていてよい。この場合、両部分は、たとえば超音波溶接によって結合される。これによって、４列、６列、８列のガイドを製造することができる。
【００１２】
実施例の説明
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００１３】
図１に示した既知のリニア転がり軸受けは、ガイドレール２と、このガイドレール２にボール３を介して支持された、レール長手方向で走行可能なガイドキャリッジ１とから成っている。このガイドキャリッジ１は、ガイドレール２をカバーしかつ部分的に取り囲む基体３３と、転動路側につき２つの内側の変向部４と、転動路側につき２つの外側の変向部５と、転動路側につき１つの保持ウェブ６とを有している。この場合、内側の変向部４は、組付けの間の位置調整によって、外側の変向部５を介して基体３３に、ねじ３４を用いて固定される。保持ウェブ６は外側の変向部５内に嵌め込まれる。
【００１４】
図２に示した既知のリニア転がり軸受けはガイドキャリッジ１ａを示している。このガイドキャリッジ１ａは、ボール３を介してガイドレール２に支持されている。また、ガイドキャリッジ１ａには、射出成形によってガイド輪郭７が縁なしに一体に成形されている。カバー８が各側で転動路通路を閉鎖している。
【００１５】
これらの既知の両リニア転がり軸受けに対して、図３には、本発明によるリニア転がり軸受けが示してある。このリニア転がり軸受けでは、支持区分１１が、それぞれ２つの変向路１９と１つの保持ウェブ１８とを備えた一体のガイド部分９を有している。この場合、カバー１０がガイド部分９の転動路の室を閉鎖している。ガイド部分９に設けられた付設部２８はガイド部分９を、戻し部１３を有する支持区分１１に設けられた、付設部２８が差し込まれた切欠き１２（座ぐり部）内でセンタリングしかつ位置決めしている。
【００１６】
図４には、本発明による４列式のリニア転がり軸受けが示してある。このリニア軸受けでは、ガイド部分９ａが、それぞれ縁なしに形成された２つの通路を有している。両通路によって、ボール３の変向と戻し案内とが行われる。ボール３の保持部は、戻し案内路および／または変向路が上下にそれぞれ１つの狭幅部２６を有していることによって形成される。支持転動路側では、保持ウェブ１８ａが縁なしに一体に成形されている。ガイド部分９ａは、切欠き２５によって斜面２４と曲面２１，２２とを介して支持体区分１６に位置決めされかつ保持される。曲面２１，２２は保持ウェブ１８ａに設けられていて、ノーズ１４を取り囲んでいる。カバー１０ａが通路２３を閉鎖している。この通路２３は、長手方向でまたは横方向で分割されていてよく、潤滑剤のための大きな室２０を形成している。
【００１７】
図５には、本発明による６列式のリニア転がり軸受けが示してある。このリニア転がり軸受けは、ガイドキャリッジ１ｃの保持縁部３７の下方に、図４に示した自体閉鎖された循環路を備えたガイド部分９ａを有していて、片側で開放する狭幅のガイドエレメント１７を付加的に有している。このガイドエレメント１７は、変向路と戻し案内部とを有する、ガイド部分９ａに固定された完全な構成部分である。支持体区分１６ａに設けられた付加的なセンタリング部２７は、この支持体区分１６ａに対する位置を改善することができる。カバー１０ａが通路２３を閉鎖している。
【００１８】
図６には、本発明による４列式のリニア転がり軸受けが示してある。このリニア転がり軸受けでは、支持路区分３０を備えた支持体３１が、穿孔された戻し通路３２を有しており、さらに、変向路と保持ウェブとを有する、それぞれ狭められたガイド部分９ｂが、少なくとも部分的に環状の付設部２８ａを有している。この付設部２８ａは、戻し孔の切欠き（座ぐり部）内に係合している。カバー２９は、ガイド部分９ｂを支持体３１に固定するためのねじ３５を有している。
【００１９】
図８および図９に示した既知のリニア転がり軸受けは、ガイドレール４１と、このガイドレール４１に支持された、レール長手方向で走行可能なガイドキャリッジ４２とから成っている。このガイドキャリッジ４２は、ガイドレール４１をカバーしかつ部分的に取り囲む基体４３と、この基体４３に解離可能に固定されたボール循環シュー４４とを有している。このボール循環シュー４４は、ガイドレール４１の両長手方向側部に向かい合って配置されていて、この長手方向側部でボール４５を用いて支持されている。ボール４５は、各ボール循環シュー４４において、エンドレスな２つの循環路内に配置されている。この場合、各循環路は、支持ボール列と、戻しボール列と、この２列を互いに接続する２つの変向ボール列とを有している。戻しボール列のために、ボール循環シュー４４内には、ガイドレール長手方向に対して平行な、収容通路としての孔が設けられている。
【００２０】
この既知のリニア転がり軸受けに対して、図１０には、本発明によるリニア転がり軸受けが示してある。このリニア転がり軸受けでは、ガイドキャリッジ４６が、外向きに開放されたそれぞれ２つの戻し通路４８を備えたガイド部分４７を有している。各戻し通路４８は、ボール４５の直径に相当する内径と、半径方向の開口４９とを有している。この開口４９はガイドレール長手方向に延びていて、ボール直径に比べて小さな幅を備えて形成されている。本発明によれば、戻し通路４８が、開口４９とは反対の長手方向側に、ボール４５のガイドに協力する、閉鎖された底部５３を有しているので、ボール４５は、ガイド部分４７がガイドキャリッジ４６から取り外される場合でもガイド部分４７の戻し通路４８内に保持される。
【００２１】
こうして、ボール４５は戻し通路４８内に確実に保持される。ガイド部分４７は、それぞれ弾性的な構成部分としてプラスチックまたは金属から成っていてよい。開口４９が設けられているために、ガイド部分４７は戻し通路４８と共に１回の成形で良好に製造することができる。
【００２２】
支持されるボール４５は、ガイドレール４１の転動路５０と、ガイド部分４７の転動路５１とに支持される。ガイド部分４７は両転動路５０，５１の間に、突出するノーズ５２を有している。このノーズ５２によって、軸受け内でのガイド部分４７の、申し分のない位置決めと保持とが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 組み合わされた既知のリニア転がり軸受けの横断面図である。
【図２】 内側の変向部と戻し案内路とを有する、射出成形された既知のリニア転がり軸受けの縦断面図である。
【図３】 本発明によるリニア転がり軸受けの部分長方形縦断面図である。
【図４】 本発明による４列式のリニア転がり軸受けの横断面図である。
【図５】 本発明による６列式のリニア転がり軸受けの横断面図である。
【図６】 図３に示した、本発明によるリニア転がり軸受けの端面図である。
【図７】 図６に示した、本発明によるリニア転がり軸受けの部分横断面図である。
【図８】 別の既知のリニア転がり軸受けの斜視図である。
【図９】 図８に示したリニア転がり軸受けの横断面図である。
【図１０】 本発明によるリニア転がり軸受けの概略的な部分横断面図である。
【符号の説明】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ ガイドキャリッジ、２ ガイドレール、３ ボール、４ 内側の変向部、５ 外側の変向部、６ 保持ウェブ、７ ガイド輪郭、８ カバー、９，９ａ，９ｂ ガイド部分、１０，１０ａ カバー、１１ 支持区分、１２ 切欠き、１３ 戻し部、１４ ノーズ、１５ 斜面、１６，１６ａ 支持体区分、１７ ガイドエレメント、１８，１８ａ 保持ウェブ、１９ 変向路、２０ 室、２１，２２ 曲面、２３ 通路、２４ 斜面、２５ 切欠き、２６ 狭幅部、２７ センタリング部、２８，２８ａ 付設部、２９ カバー、３０ 支持路区分、３１ 支持体、３２ 戻し通路、３３ 基体、３４，３５ ねじ、３６ 支持転動路、３７ 保持縁部、３８ 保持輪郭、４１ ガイドレール、４２ ガイドキャリッジ、４３ 基体、４４ ボール循環シュー、４５ ボール、４６ ガイドキャリッジ、４７ ガイド部分、４８ 戻し通路、４９ 開口、５０，５１ 転動路、５２ ノーズ、５３ 底部

Claims (6)

1. リニア転がり軸受けであって、ガイドキャリッジ（１ｂ，１ｃ，４６）が設けられており、該ガイドキャリッジ（１ｂ，１ｃ，４６）が、ボール（３，４５）を介してガイドレール（２，４１）に支持されていて、該ガイドレール（２，４１）に沿って走行可能であり、ボール（３，４５）が、ガイド部分（９，９ａ，９ｂ，４７）内に保持されており、該ガイド部分（９，９ａ，９ｂ，４７）が、ガイドキャリッジ（１ｂ，１ｃ，４６）に解離可能に固定されていて、ガイドレール（２，４１）の、転動路（５０）が設けられた長手方向側部に配置されており、ガイド部分（９，９ａ，９ｂ，４７）が、それぞれエンドレスなボール循環のために、支持されるボール（３，４５）のための転動路（５１）と、戻されるボール（３，４５）のための戻し通路（１３，２３，３２，４８）と、支持されるボール（３，４５）と戻されるボール（３，４５）との領域を互いに接続する２つの変向通路（１９）とを有しており、それぞれガイド部分（９，９ａ，９ｂ，４７）に加工成形された戻し通路（１３，２３，３２，４８）が、該戻し通路（１３，２３，３２，４８）の全長にわたって延びる開口（４９）を有しており、該開口（４９）の幅寸法が、挿入されたボール（３，４５）の直径よりも小さく寸法設定されている形式のものにおいて、開口（４９）が、各変向通路（１９）の全長にわたっても延びており、変向通路（１９）と戻し通路（１３，２３，３２，４８）とが、開口（４９）とは反対の長手方向側に、ボール（３，４５）のガイドに協力する、閉鎖された底部（５３）を有しており、ガイド部分（９ａ，９ｂ）に設けられた、ボール（３）のための変向通路（１９）と戻し通路（２３，３２）との領域に、開口が通路（１９，２３，３２）の狭幅部（２６）によって形成されており、該狭幅部（２６）が、ボール保持とボールガイドとを引き受けており、ガイド部分（９ａ，９ｂ）の支持転動路（３６）の領域で、ボール（３）の保持がそれぞれ保持ウェブ（１８ａ）によって行われるようになっており、該保持ウェブ（１８ａ）が、ガイドキャリッジ（１ｂ）の支持体区分（１６）の保持輪郭（３８）と共にもしくは支持体（３１）の支持路区分（３０）の保持輪郭（３８）と共に、ボール（３）の直径よりも小さく寸法設定された間隔を形成していることを特徴とする、リニア転がり軸受け。
2. ガイド部分（９ａ，９ｂ）が、プラスチックから成っている、請求項１記載のリニア転がり軸受け。
3. ガイド部分（９ａ，９ｂ）が、金属から成っており、狭幅部（２６）が、可塑的な形状付与によって形成されている、請求項１記載のリニア転がり軸受け。
4. ガイド部分（９）に付設部（２８）が設けられており、該付設部（２８）が、戻し通路（１３）の領域で支持区分（１１）の切欠き（１２）内に、ガイド部分（９）をセンタリングしかつ位置決めして差し込まれている、請求項１記載のリニア転がり軸受け。
5. ガイド部分（９ａ）が、支持体区分（１６）に位置決めされており、ガイド部分（９ａ）が、ガイドキャリッジ（１ｂ）に加工された凹状の切欠き（２５）に斜面（２４）を介して保持されていて、支持転動路側で保持ウェブ（１８ａ）によって保持されており、該保持ウェブ（１８ａ）に曲面（２１，２２）が設けられており、該曲面（２１，２２）が、支持体区分（１６）のノーズ（１４）を取り囲んでいる、請求項１記載のリニア転がり軸受け。
6. ガイド部分（９ａ，９ｂ）に、別のガイドエレメント（１７）が固定されており、該ガイドエレメント（１７）が、１つまたは２つの循環路を有している、請求項１記載のリニア転がり軸受け。

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