JP2004144283A

JP2004144283A - 直動ころがり軸受装置

Info

Publication number: JP2004144283A
Application number: JP2003061854A
Authority: JP
Inventors: Franziska Hausberger; フランツィスカ、ハウスベルゲル; Thomas Winkler; トーマス、ウィンクラー; Martin Menges; マルティン、メンゲス
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 2002-03-07
Filing date: 2003-03-07
Publication date: 2004-05-20
Anticipated expiration: 2023-03-07
Also published as: ES2356897T3; US20030231812A1; EP1342928A3; EP1342928B1; ATE494486T1; KR20030074216A; JP4076884B2; EP1342928A2; DE10210053A1; US6802647B2; DE50313380D1; CN1482372A; KR100934606B1; CN1306179C

Abstract

【課題】保持器バンドの自由端が支障なく案内され、保持器の互いに隣接する自由端の接触が保持器バンドの円滑な循環を妨げることのない直動ころがり軸受装置を提供する。
【解決手段】ガイドレール２にころがり支承されるガイドキャリッジ１を備え、ガイドキャリッジ１は、少なくとも１個のエンドレス転動体軌道３を備える。転動体５は少なくとも２つの自由端１３、１４を有する保持器バンド９のポケット８に収容される。保持器バンド９は転動体列の両側に配置されてセパレータ１０を連結する保持器つなぎ材１１とを有する。保持器バンド９の互いに隣接する自由端１３、１４は、保持器バンド９を横切って配置された移動可能な脚部１５、１６、２２、２３、２７、３１を備え、脚部１５、１６、２２、２３、２７、３１は向き合う側に相対する接触面１７、１８、２４、２５、２８を有する。
【選択図】　図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転動体によりガイドレールにころがり支承されるガイドキャリッジを有する直動ころがり軸受装置に関する。
このような直動ころがり軸受装置は、例えば工作機械の製造で使用され、例えば工具又は工作物をガイドキャリッジに固定してガイドレールに沿って移動することができる。
【０００２】
【従来の技術】
ガイドキャリッジが転動体のための少なくとも１個のエンドレス転動体軌道を備えた直動ころがり軸受装置は、欧州特許第０８４６８８０号明細書で知られている。
【０００３】
直動ころがり軸受装置の転動体軌道は、支える転動体のための支持軌道と、戻る転動体のための戻り軌道と、支持軌道及び戻り軌道の両端でこれらの軌道をエンドレスに結ぶ反転軌道とを有し、反転軌道で転動体が戻り軌道から支持軌道へ及びその逆に支持軌道から戻り軌道へ方向転換される。
【０００４】
転動体は、２つの自由端を有する保持器バンドのポケットに収容される。保持器バンドは、走行方向に見て順次続く転動体の間に配置されてポケットを画定するセパレータと、転動体列の両側に配置されてセパレータを互いに連結する保持器つなぎ材とを有する。転動体軌道で保持器バンドを案内するために、保持器つなぎ材は転動体軌道の開放した溝からなる案内溝に収容される。
【０００５】
直動ころがり軸受装置の使用中、球の連鎖が転動体軌道を無限に循環し、その際、球はレールとガイドキャリッジの軌道に沿って転動する。保持器バンドは、支持軌道又は戻り軌道を出て反転軌道に入ると、縦に伸びた状態から曲線路に方向転換される。縦方向から曲線路に方向転換されるときに保持器バンドの自由端が傾くことを防止するために、保持器つなぎ材に丸みがついており、仮想の中心軸は、縦に伸びた保持器つなぎ材のこの丸みに対して垂直である。丸みのある保持器つなぎ材は共通のセパレータに接続する。その結果、保持器バンドの自由端は円錐形に尖っている。
【０００６】
使用期間を通じて見れば、保持器バンドは、機械的負荷、温度の影響、摩耗等の結果変形する。この変型の結果、保持器バンドが伸びることがある。このことは、保持器バンドの互いに隣接する自由端が相互に接触することを意味する。特に、保持器の２つの自由端の一方がすでに反転軌道に入っており、他方の自由端がまだ支持軌道又は戻り軌道にあるときに、保持器のこれらの２つの互いに隣接する自由端は互いに斜角をなして整列される。
【０００７】
保持器の２つの自由端が互いに接触する場合は、引掛りが生じることがある。尖った自由端が横に接続する保持器つなぎ材と共に角張った輪郭を描き、これが上記の引掛りを助長するからである。ところが、保持器の自由端の引掛りは直動ころがり軸受のロックを生じ、それと共に故障や破損を招くことがある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の課題は、保持器バンドの自由端が支障なく案内され、保持器の互いに隣接するに自由端の接触が保持器バンドの円滑な循環を妨げることのない請求項１の上位概念の特徴に基づく直動ころがり軸受装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に基づきこの課題は、保持器バンドの互いに隣接する自由端が保持器バンドをほぼ横切って配置された移動可能な脚部を備え、脚部が互いに向き合う側に相対する接触面を有することによって解決される。
【００１０】
上述の場合、保持器の一方の自由端がすでに反転軌道に入っているが、保持器バンドの隣接する自由端がまだ支持軌道又は戻り軌道にあるときは、両自由端の２つの脚部の間に接触が起こることがある。脚部は保持器バンドを横切って配置されているから、こうした状況でくさび形ギャップを画定する。そこで２つの脚部の相互の接触は保持器つなぎ材の下側で、又は別の言い方をすれば転動体軌道が周回する面の内側で起こる。この接触のもとで２つの脚部が偏る。即ち脚部は相接して整列される。
【００１１】
その結果、２つの脚部の接触点は保持器つなぎ材の方向に移動し、その際、圧縮力が作用するものとして相接する接触面の間で保持器つなぎ材の高さで伝達される。換言すれば万一生じる圧縮力が保持器バンドの中立相で伝達されるから、望ましくない力が保持器つなぎ材を横切って伝達されることはない。
その場合、接触面は平滑に形成することが好ましい。また接触面はなめらかで僅かに湾曲した輪郭を有することもでき、その場合、この湾曲した輪郭の仮想の中心軸は、転動体の走行方向を横切って、転動体の循環面に対して垂直に配列される。保持器つなぎ材の端部に丸みをつけ、この丸みの仮想の中心軸を転動体の走行方向を横切って転動体の循環面に対して垂直に配列することによっても、保持器つなぎ材の円滑な循環を助長することができる。セパレータ自体のこのような丸みが例えば実開昭６３−１２３８２４号公報に記載されている。
【００１２】
脚部は転動体軌道が画定する横断面開口部の内側かつ上記の案内溝の外側に配置されることが好ましい。転動体としてころを使用する場合は、脚部が転動体軌道の横断面開口部をおおむね埋めるならば特に好都合である。即ち、その場合は転動体の走行方向に見て脚部がおおむね長方形又は四角形の輪郭を描くのである。いずれにしても脚部は転動体軌道に十分に大きな面を張り、この面は互いに隣接する脚部の相互の引掛りと脚部の偏りがないような寸法を有する。
【００１３】
脚部が自由に張り出しているならば、あまり力を要せずに脚部の自由端が偏ることができるように、脚部を柔軟なプラスチックで薄肉に成形することによって、必要な可動性が得られる。脚部が板状に形成され、保持器バンドの自由端の反対側の脚部の前面が平坦であることが好ましい。相互に隣接する板状脚部が互いに接触するとき、相接する脚部接触面の間にすべり運動が生じ、傾倒又は引掛りが起こらない。
【００１４】
脚部は保持器つなぎ材の高さでセパレータ及び／又は保持器つなぎ材に突設され、そこから保持器つなぎ材の下面に直立する空間軸の方向に延びることが好ましい。脚部は、前述のように移動可能であり、相接して整列されているから、万一発生する圧縮力は接触面の間でもっぱらつなぎ材の高さで、即ち中立相で伝達され、この力が走行方向を横切って保持器バンドに作用することはない。こうして保持器バンドの円滑な案内が保証される。
【００１５】
脚部がさらに保持器つなぎ材の上面に直立する空間軸の方向に延び、即ちＴ形に形成されるならば、多くの用途にとって好都合である。
本発明に基づくこの改良は、保持器バンドの下面又は保持器バンドの上面に注意を払わずに、保持器バンドを直動ころがり軸受に挿入することができるという利点をもたらす。
【００１６】
本発明に基づき設けられる脚部の可動性は、脚部とセパレータ及び／又は２つの保持器つなぎ材とを連結する継手によって可能になる。この場合、脚部自体は剛直な材料で形成することができる。この種の膜継手はすでに射出成形ダイで設けることができるから、その形成は技術的に簡単であり、経済的に興味深い。
【００１７】
膜継手と同様に、一方では脚部に、他方ではセパレータ及び／又は２つの保持器つなぎ材に接続する弾性変位可能なウエブを設けることもできる。
本発明に基づくこの改良も射出成形技術による保持器バンドの製造に特に適している。
【００１８】
脚部及び継手はセパレータ又は２つの保持器つなぎ材と一体に結合することができる。
この変型も保持器バンドをプラスチックで形成する射出成形法に特に適している。しかし継手の代わりに脚部自体を柔軟に形成することができる。これは脚部を柔軟なプラスチックで薄肉に形成することによって可能になる。脚部が接続する部材はセパレータであるが、それと別様に形成することもできる。
【００１９】
場合によって現われる圧縮力が２つの相接する保持器端部の間で保持器つなぎ材の高さで伝達されることを保証するために、脚部は保持器つなぎ材の高さに接触面の一部として隆起部を備えることができる。相接して整列された保持器バンドの端部がまず保持器つなぎ材の下側で接触するならば、この隆起した場所で別の接触が生じるから、保持器つなぎ材の高さで圧縮力を伝達することが保証される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳述する。
図１ないし４は本発明に係る直動ころがり軸受装置の構造を示す。ガイドキャリッジ１はガイドレール２にころがり支承される。ガイドキャリッジ１は２組の対をなす４個のエンドレス転動体軌道３を備えている。１つの対の２つのエンドレス転動体軌道３は互いに垂直である。２対の転動体軌道３はガイドレール２の縦中心軸に対して鏡像対称に配置されている。
【００２１】
転動体軌道３は、支えるころ５のための支持軌道４と、戻るころ５のための戻り軌道６と、支持軌道４と戻り軌道６の両端でこれらの軌道をエンドレスに結ぶ各々１個の反転軌道７とからなる。反転軌道７でころ５は戻り軌道６から支持軌道４へ、及びその逆に方向転換される。支持軌道４でころ５は互いに平行な軌道４ａ、４ｂに沿って転動し、一方の軌道４ａはガイドレール２に、他方の軌道４ｂはガイドキャリッジ１に形成されている。
【００２２】
ころ５は保持器バンド９のポケット８に収容されている。保持器バンド９は走行方向に見て順次続くころ５の間に配置されてポケット８を画定するセパレータ１０を有する。ころ５の両側に保持器つなぎ材１１が設けられ、セパレータ１０と一体に結合される。保持器つなぎ材１１は転動体軌道３の案内溝１２に通されている。保持器バンド９は図４に示すように２つの自由端１３、１４を有する。
【００２３】
この自由端１３、１４の特殊な構造を図５ないし９に基づいて詳述する。
図５は、本発明の相対して隣接して配置された自由端１３、１４を有する保持器バンド９を示す。自由端１３、１４はおおむね保持器バンド９を横切って配置された移動可能な脚部１５、１６を備えている。脚部１５、１６は向き合う側に相対する接触面１７、１８をそれぞれ有する。
【００２４】
脚部１５、１６は板状に形成されており、保持器バンド９の自由端の反対側の脚部１５、１６の前面は平坦である。換言すれば、向き合う接触面１７、１８が平坦に形成されている。脚部１５、１６はほぼ保持器つなぎ材１０の高さで最後のセパレータ１０に一体に突設されている。保持器つなぎ材１０から見て、脚部は、保持器つなぎ材の下面及び保持器つなぎ材の上面に直立する空間軸の方向に延びている。
【００２５】
脚部１５、１６は継手１９を介してそれぞれ最後のセパレータ１０に一体に突設されている。この場合、継手１９は、一方では脚部１５、１６に、他方ではセパレータ１０に一体に突設された弾性変位可能なウエブ２０からなる。ウエブ２０は、膜継手２１をなすように薄肉に形成することができる。いずれにしても継手１９は、脚部１５、１６が走行方向を横切ってころ５の転動軌道と平行に配置された軸の周りに旋回できるように作られている。
【００２６】
図６は、図５に対して改良された保持器バンドを示す。図５の保持器バンドとの重要な相違は、プラスチックで薄肉に形成された元来柔軟な板状脚部２２、２３が保持器バンド９の自由端１３、１４に接続することである。図で分かるように２つの脚部２２、２３の接触面２４、２５は相接している。接触面２４、２５の最初の接触は保持器つなぎ材１１の下側に現われる。これは、示した図で保持器の２つの自由端１３、１４が図示しない反転軌道７に配置されていることに原因する。脚部２２、２３は、柔軟に形成されているので他方の脚部２２、２３と接触して撓屈するから、接触点が保持器つなぎ材１１の高さの方向に上へ移動する。
【００２７】
図６はこうした状況を示す。明らかに脚部２２、２３は保持器つなぎ材１１の下側で偏っている。そこには脚部２２、２３がセパレータ１０と一体に突設されており、その結果場合によって走行方向に働く圧縮力が保持器つなぎ材１１の高さの接触点で保持器つなぎ材１１の中立相に伝達される。その結果、望ましくない力が保持器つなぎ材１０を横切って現われて、案内溝に望ましくない摩擦をもたらすようなことはない。
【００２８】
図７は図示の便宜上一方の自由端だけを描いた保持器バンド９を示す。この自由端１３では脚部２６がほぼ保持器つなぎ材１１の高さでセパレータ１０に一体に突設され、そこから保持器つなぎ材の下面に直立する空間軸の方向に延びている。この脚部２６も元来柔軟に作られているから、ここでも図６についてすでに説明したのと同じ効果が現われる。
【００２９】
図８はここに詳しく図示しない保持器バンドの自由端１４を示す。この自由端１４はほぼ保持器つなぎ材１１の高さで両方の保持器つなぎ材１１に一体に突設された脚部２７を有する。この場合詳しく図示しない転動体がこの脚部２７により画定されたポケットの中に配置されている限り、脚部２７は同時にセパレータをなす。脚部２７は回転軸Ｄの周りに旋回し得るように配置され、回転軸Ｄはつなぎ材の高さの中心にあって、走行方向を横切ってころ５の軌道と平行に配列されている。ここに図示しない隣接の脚部に面した前面に同じく接触面２８が形成されているが、接触面２８の一部は突起２９からなる隆起部に設けられている。
【００３０】
このように形成された本発明の保持器バンドが直動ころがり軸受の中で循環し、２つの自由端が反転軌道に進入すると、２つの脚部２７の図８で保持器つなぎ材１１の下側に形成された部分がまず接触する。２つの脚部２７はこの接触とともに回転軸Ｄの周りに旋回するから、今度は突起２９の区域の接触面２８が互いに接触する。その結果、この突起２９によって、場合によって走行方向に現われる力が保持器つなぎ材の高さの中立相で伝達されることが保証される。このようにして望ましくない力が保持器つなぎ材１１を横切って働かないことが保証される。
【００３１】
図９は詳しく図示しない保持器バンドの自由端１３を示す。保持器のポケットを画定するウエブ３０が両方の保持器つなぎ材１１に一体に突設さている。ウエブ３０は保持器つなぎ材１１から保持器つなぎ材の下面に直立する空間軸及び保持器つなぎ材の上面に直立する空間軸の方向に延びている。ウエブ３０の上側の自由端に脚部３１が一体に突設されている。脚部３１は継手３２を介してウエブ３０と一体に結合され、つなぎ材の下面を越えて延びている。この場合継手３２は薄肉に作られた柔軟な結合部材からなる。またウエブ３０の脚部３１に面した側に突起３３が形成されている。直動ころがり軸受の中で−前述のように−２つの隣接する脚部３１の自由端３４の区域がまず接触する。この接触と共に脚部３１が偏り、接触点が脚部の自由端３４の反対側の端部の方向に、脚部３１が突起３３に接するまで移動する。その結果こうした状況でも、場合によって走行方向に働く圧縮力が保持器つなぎ材１１の高さで伝達されることが保証される。
【００３２】
ここで図示したすべての実施例で、圧縮力が相接する接触面の間で保持器つなぎ材の高さで伝達されるように、脚部は移動可能に形成されている。またすべての実施例で脚部は転動体軌道が画定する横断面開口部の内側及び案内溝の外側に配置されている。またすべての実施例で脚部は自由に張り出している。
【００３３】
すべての実施例で保持器バンドはそれぞれ２つの自由端を持つ複数個のセグメントで構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る直動ころがり軸受装置の横断面図である。
【図２】図１の拡大詳細図である。
【図３】本発明の直動ころがり軸受装置のガイドキャリッジの斜視図である。
【図４】直動ころがり軸受装置の縦断面図である。
【図５】保持器バンドの斜視図である。
【図６】本発明の保持器バンドの斜視図である。
【図７】本発明の保持器バンドの側面図である。
【図８】本発明の保持器バンドの改良された自由端を示す図である。
【図９】本発明の保持器バンドの別の改良された自由端を示す図である。
【符号の説明】
１　ガイドキャリッジ
２　ガイドレール
３　転動体軌道
４　支持軌道
４ａ　軌道
４ｂ　軌道
５　ころ
６　戻り軌道
７　反転軌道
８　ポケット
９　保持器バンド
１０　セパレータ
１１　保持器つなぎ材
１２　案内溝
１３　自由端
１４　自由端
１５　脚部
１６　脚部
１７　接触面
１８　接触面
１９　継手
２０　ウエブ
２１　膜継手
２２　脚部
２３　脚部
２４　接触面
２５　接触面
２６　脚部
２７　脚部
２８　接触面
２９　突起
３０　ウエブ
３１　脚部
３２　継手
３３　突起
３４　脚部自由端

Claims

転動体（５）によりガイドレール（２）にころがり支承され、転動体（５）のための少なくとも１個のエンドレス転動体軌道（３）を備えたガイドキャリッジ（１）を有し、上記転動体軌道（３）が支える転動体（５）のための支持軌道（４）と、戻る転動体（５）のための戻り軌道（６）と、支持軌道（４）と戻り軌道（６）の両端でこれらの軌道をエンドレスに結ぶ反転軌道（７）とを有し、反転軌道（７）で転動体（５）が戻り軌道（６）から支持軌道（４）へ、またその逆に方向転換され、転動体（５）が少なくとも２つの自由端（１３、１４）を有する保持器バンド（９）のポケット（８）に収容され、保持器バンド（９）が走行方向に見て順次続く転動体（５）の間に配置されてポケット（８）を画定するセパレータ（１０）と、転動体列の両側に配置されてセパレータ（１０）を互いに連結する保持器つなぎ材（１１）を有し、転動体軌道（３）で保持器バンド（９）を案内するために、保持器つなぎ材（１１）が転動体軌道（３）の案内溝（１２）に収容されている直動ころがり軸受装置において、保持器バンド（９）の互いに隣接する自由端（１３、１４）がほぼ保持器バンド（９）を横切って配置された移動可能な脚部（１５、１６、２２、２３、２７、３１）を有し、脚部（１５、１６、２２、２３、２７、３１）が向き合う側に相対する接触面（１７、１８、２４、２５、２８）をそれぞれ有することを特徴とする直動ころがり軸受装置。
相接する接触面（１７、１８、２４、２５、２８）の間で保持器つなぎ材（１１）の高さで圧縮力が伝達されるように、脚部（１５、１６、２２、２３、２７、３１）が移動可能に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の直動ころがり軸受装置。
脚部（１５、１６、２２、２３、２７、３１）が転動体軌道（３）によって画定される横断面開口部の内側かつ案内溝（１２）の外側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の直動ころがり軸受装置。
請求項１記載の直動ころがり軸受装置に用いられる保持器バンドにおいて、脚部（１５、１６、２２、２３、２７、３１）が転動体軌道（３）の横断面開口部をほぼ埋めることを特徴とする保持器バンド。
請求項１記載の直動ころがり軸受装置に用いられる保持器バンドにおいて、保持器バンド（９）の縦方向に見て脚部（１５、１６、２２、２３、２７、３１）が転動体（５）の投影面の中に配置された面を張ることを特徴とする保持器バンド請求項１に記載の直動ころがり軸受装置。
請求項１記載の直動ころがり軸受装置に用いられる保持器バンドにおいて、脚部（１５、１６、２２、２３、２７、３１）が自由に張り出していることを特徴とする保持器バンド。
請求項１記載の直動ころがり軸受装置に用いられる保持器バンドにおいて、脚部（１５、１６、２２、２３、２７、３１）が板状に形成され、保持器バンド（９）の自由端と反対側の脚部（１５、１６、２２、２３、２７、３１）の前面（１７、１８、２４、２５、２８）が平坦であることを特徴とする保持器バンド。
請求項１記載の直動ころがり軸受装置に用いられる保持器バンドにおいて、脚部（１５、１６、２２、２３、２７、３１）がほぼ保持器つなぎ材（１１）の高さでセパレータ（１０）及び／又は保持器つなぎ材（１１）に一体に突設され、そこから保持器つなぎ材の下面に直立する空間軸の方向に延びていることを特徴とする保持器バンド。
脚部（１５、１６、２２、２３、２７、３１）がさらに保持器の上面に直立する空間軸の方向に延びていることを特徴とする請求項８に記載の保持器バンド。
請求項１記載の直動ころがり軸受装置に用いられる保持器バンドにおいて、脚部（１５、１６、２２、２３、２７、３１）が継手（１９、３２）を介してセパレータ（１０）及び／又は両方の保持器つなぎ材（１１）と連結されていることを特徴とする保持器バンド。
継手が膜継手（２１）からなることを特徴とする請求項１０に記載の保持器バンド。
継手が弾性変位可能なウエブ（２０）を具備し、このウエブ（２０）が一方では脚部（１５、１６）、他方ではセパレータ（１０）及び／又は両方の保持器つなぎ材（１１）に接続することを特徴とする請求項１０に記載の保持器バンド。
脚部（１７、１８、３１）と継手（１９、３２）が互いに一体に結合されていることを特徴とする請求項１０に記載の保持器バンド。
脚部（１７、１８、３１）と継手（１９、３２）がセパレータ（１０）及び両方の保持器つなぎ材（１１）と一体に結合されていることを特徴とする請求項１０に記載の保持器バンド。
脚部（１７、１８、２６）が元来柔軟に形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の保持器バンド。
脚部（１７、１８、２６）がプラスチック薄肉に作られていることを特徴とする請求項１５に記載の保持器バンド。
請求項１記載の直動ころがり軸受装置に用いられる保持器バンドにおいて、脚部（２７）が保持器つなぎ材（１１）の高さに接触面（２８）の一部として隆起部（２９）を有することを特徴とする保持器バンド。