JP2004504569A - リニア転がり軸受 - Google Patents

Abstract

本発明は、横断面Ｕ字形のガイドレール（１）を備えたリニア転がり軸受であって、このガイドレール（１）の内側に、レール長手方向に対して平行な走行軌道（４）が配置されており、ガイドレール（１）内で転動体（３）を介して走行軌道（４）に支えられた、長手方向摺動可能な走行キャリッジ（２）が設けられており、この場合、転動体（３）が走行キャリッジ（２）の支持体（５）におけるエンドレスな複数の循環路内に配置されている。本発明によれば、支持体（５）が、走行軌道（４，６）に対して平行な貫通孔を有していて、戻し案内通路が、それぞれ貫通孔内に配置された充填体によって形成されており、該充填体が、戻し案内される転動体（３）を受容するための、長手方向に連続的に延びる切欠（１５）を有している。

Description

【０００１】
本発明は、横断面Ｕ字形のガイドレールを備えたリニア転がり軸受（Ｌｉｎｅａｒｗａｅｌｚｌａｇｅｒ）であって、このガイドレールの内側に、レール長手方向に対して平行な走行軌道が配置されており、ガイドレール内で転動体を介して走行軌道に支えられた、長手方向摺動可能な走行キャリッジが設けられており、この場合、転動体が走行キャリッジの支持体におけるエンドレスな複数の循環路内に配置されていて、各循環路が、支持作用を有する転動体の列と、戻し案内される（逆行する）転動体の列と、これらの列を互いに接続する２つの転動体変向列とを有しており、支持作用を有する転動体の各列が、走行キャリッジの外方に向けられた走行軌道に配置されていて、戻し案内される転動体の列が支持体の戻し案内通路内に配置されている形式のものに関する。
【０００２】
いわゆる金属薄板ガイドとして構成されたリニアガイドは、ガイドレールにおいても、走行キャリッジにおいてもＵ字形横断面を有しており、このＵ字形横断面は、製造が安価であるが高い負荷のものをガイドするのには適していない。内実な（ｍａｓｓｉｖ）支持体を備えた玉循環形ガイドは、構造スペースがわずかで、高い負荷可能性を有していることを特徴としているが、安価に製造することはできない。何故ならば、支持体にそれぞれ、転動体を戻し案内する多数の個別の孔を配置する必要があるからである。
【０００３】
Ｕ字形のガイドレールを備えたリニア転がり軸受は、ドイツ連邦共和国特許第３６２７１６９号明細書により公知である。しかしながらこの公知の軸受においては、走行キャリッジがガイドレールから取り出される際に、転動体が走行キャリッジから抜け落ちるのを防止するための手段は設けられていない。
【０００４】
米国特許第４７９９８０６号明細書には、転動体がプラスチック製の戻し案内兼変向通路内でガイドされているリニア転がり軸受について開示されている。各戻し案内通路は、長手方向で分割して構成されており、一部が支持体の受容開口内で保持され、この受容開口に合致させる必要がある。従って、構造が複雑となり、工具コストが比較的高価となる。
【０００５】
米国特許第４９１７５０８号明細書に開示された軸受は、その走行キャリッジが、転動体走行軌道を備えた支持部材と２つのカバープレートとから成っており、これらのカバープレートが、転動体保持を行うようになっている。この場合、支持部材とカバープレートとは互いに堅固にリベット固定されている。これによって、すべての転動体が同じ荷重で負荷されるようにするために、支持プレートを非常に正確に整列させる必要がある。
【０００６】
冒頭に述べた形式のリニア転がり軸受は、ドイツ連邦共和国特許公開第１９６１４５１３号明細書により公知である。この公知の明細書においては、走行キャリッジの２つの転動体循環路が、走行溝を備えた２つの支持部材と、連続的に延びる内側の２つの切欠を備えた１つの共通のガイドプレートとから形成されており、前記切欠内に支持部材と転動体とが挿入されているので、この公知の軸受も、費用がかかり、従って高価な構造を有している。
【０００７】
発明の要約
本発明の課題は、安価に製造され、高い負荷を最小の構造スペースでガイドすることができるような、Ｕ字形のレール横断面を備えたリニアガイドを提供することである。
【０００８】
この課題は本発明によれば、支持体が、走行軌道に対して平行な貫通孔を有していて、戻し案内通路が、それぞれ貫通孔内に配置された充填体によって形成されており、該充填体が、各転動体循環路のために、長手方向に連続的に延びる切欠を備えていて、該切欠内に、戻し案内される転動体が配置されていることによって解決された。
【０００９】
貫通孔は円形の孔として構成されていて、充填体が、支持体の貫通孔内に合致して挿入された、ほぼ円筒形外周面を備えた挿入部材として構成されていてよい。また貫通孔は、多角形又は横断面長円形に構成されていてもよい。支持体の、シフト方向に向けられた両端面側には、変向する転動体をガイドするための変向体が配置されている。挿入部材は支持体と同じ長さを有していて、この支持体と同一面を成して終わっている。しかしながら、挿入部材は、支持体よりも長い長さを有していて、両端部が支持体から突き出していて、この場合、変向体が、挿入部材（８）の突き出した端部を受容するための合致した切欠を有していてもよい。挿入部材は、支持体よりも短い長さを有していて、両端部が支持体内に引っ込んでおり、変向体が、挿入部材（の長さ及び形状に合致した突起部を有していてよい。挿入部材は変向体と熱的に（例えば超音波溶接によって）結合されている。変向体は、挿入部材の端面側にねじ結合によって固定されており、この場合、挿入部材の端面側に雌ねじ山又は雄ねじ山が設けられていてよい。変向体は、それぞれ一体的に構成されているか、又は２つの部分から構成されていてよい。
【００１０】
充填体が、貫通孔内において支持体に射出成形された構成部分として構成されている。従って支持体には、転がり軸受及び端部部材のための保持ウエブが充填体と一緒に一体的に射出成形されている。この場合、例えば支持体は、射出成形工具内に挿入され、次いで一回の作業段階で、充填体が保持ウエブ及び端部部材と共に一体的に射出成形される。最後の組み付け段階として、変向体は、射出された端部部材に被せ嵌められ、ここで例えば超音波法に従って溶接される。
【００１１】
本発明の実施例が図面に示されていて、以下に詳しく説明されている。
【００１２】
図１は、４つの転動体循環路を備えた本発明によるリニア軸受、並びに走行キャリッジの支持体の、図２のＩＩ−ＩＩ線に沿った横断面図、
図２は、ガイドレールと走行キャリッジとによって形成された、図１に示した軸受の一部破断した平面図、
図３は、軸受の支持体のための転動体保持部材の平面図、
図４は、図３のＶＩ−ＶＩに沿った転動体保持部材の横断面図、
図５は、転動体保持部材の端面図、
図６は、走行キャリッジのための変向体の内側を示す図、
図７は、図６のＶＩ−ＶＩ線に沿った変向体の横断面図、
図８は、図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った変向体の縦断面図、
図９は、支持体のための挿入部分の端面図、
図１０は、支持体のための挿入部分の側面図、
図１１は、支持体に当接している変向部材を備えた軸受けの部分縦断面図である。
【００１３】
図面の詳細な説明
本発明によるリニア転がり軸受は、横断面がＵ字形のガイドレール１を有しており、このガイドレール１内で走行キャリッジ２が長手方向摺動可能に配置されている。このこの走行キャリッジ２は、玉として構成された転動体３を介してガイドレール１の走行軌道４で支えられている。走行軌道４は、ガイドレール１の内側のＵ字形脚部に形成されていて、レール長手方向に延びている。
【００１４】
走行キャリッジ２は、方形の横断面を有する内実の支持体５を有しており、この支持体５の長手方向側面に、転動体３のための外方に向いた走行軌道６が形成されている。これらの走行軌道６は、レールの走行軌道４に対して平行に延びていて、この走行軌道４に向き合っている。走行キャリッジ２がガイドレール１内で移動すると、キャリッジの走行軌道６とレールの走行軌道４との間で転動体３が転動する。
【００１５】
走行キャリッジ２が、ガイドレール１において無制限の経路に沿って走行できるようにするために、転動体３は、走行キャリッジ２内の複数のエンドレスな循環路内に配置されている。ガイドレール１上で走行キャリッジ２が一様に走行し、それと同時にできるだけ多数の支持箇所が得られるようにするために、図示の実施例では４つの玉循環路が設けられている。各玉循環路は、レールの各走行軌道４とキャリッジの走行軌道６との間に配置された、一列に並んで配置された、支持作用を有する複数の転動体３と、支持体５内に配置された、戻し案内される一列の転動体３と、これら２列の転動体を互いに接続する、２つの変向体７内に配置された変向する一列の転動体とから成っている。各変向体７は、支持体５の端面側に当接して固定されている。
【００１６】
一般的に、循環軸受においては、転動体は支持領域を通過した後でプラスチック端部プレート内で変向せしめられて、支持体の個別の孔内に戻し案内され、そして再び支持領域に達するようになっている。４つの玉循環路においては、玉戻し案内のために支持体の４つの孔が必要である。このような孔の直径と長さの比は不都合であるので、４つの孔の製造コストは高くなる。
【００１７】
本発明によれば、走行軌道４及び６に対して平行な、支持体６の貫通孔によって、転動体３の戻し案内が可能であって、この貫通孔は図示の実施例では中央孔として構成されている。戻し案内される複数の転動体列が貫通孔内で互いに仕切られた状態に維持されるようにするために、この貫通孔内に、横断面が星形の挿入部材８が挿入されている。この挿入部材８の横断面は、支持体５の貫通孔の横断面にほぼ合致している。挿入部材８は、長手方向に延びる複数の切欠１５を有しており、これらの切欠１５内に、戻し案内される転動体３が配置されている。挿入部材８の、長手方向に配置された切欠１５は、その外周に沿って完全に閉鎖されて構成されていて、潤滑剤貯蔵部として用いられる、挿入部材８の外径部に通じる貫通孔を備えていてもよい。
【００１８】
変向体７を支持体５の端面側に固定するために、支持体にはねじ山が形成されており、このねじ山は、ねじを受容するために用いられる。このねじによって変向体がねじ固定される。しかしながら、支持体５に高価なねじを設ける代わりに、変向体７を挿入部材８の端面側に固定した方が安価である。挿入部材８を射出成形する際に、この挿入部材８の両端面側の横断面中央部にそれぞれ１つの小さい固定孔９を配置することができる。これらの固定孔９内に、変向体７を挿入部材８に固定するねじがねじ込まれるようになっている。
【００１９】
変向体７を挿入部材８に固定するための別の可能性は、超音波溶接である。このような形式のねじ結合部若しくは溶接結合部が、押し付け又は打撃によって生ぜしめられる外部力のすべてを受容する必要がないようにするために、挿入部材８は支持体５よりも長く構成することができる。変向体７は、挿入部材８を形状結合（形状による束縛）的に包囲しており、これによってこれらの部分の互いに摺動が阻止される。同じ効果は、挿入部材８が支持体５よりも短く構成されていて、変向体７が支持体５の中央の貫通孔内に突入していることによって得られる。
【００２０】
変向体７が支持体５に対して回転するのを阻止するために、走行キャリッジ２の各側の隣接し合う走行軌道６間に、横断面がＶ字形の突起１０が形成されている。これらの突起１０は、キャリッジの走行軌道６が滑動する際に一緒に連行され、形状及び位置に関連して、変向体７を支持体５に位置決めしかつ固定するために非常に良好に適している。このような機能を突起１０が引き受けることができるようにするために、変向体７は突起１０に結合されなければならない。これは、付加的な構成部分を使用することによって行われる。この付加的な構成部分は、転動体保持部材１１として作用し、走行キャリッジ２を四方で包囲している。この構成部分の長手方向側は、保持ウエブ１２として構成されていて、内側領域に、横断面Ｖ字形の複数の切欠を備えている。これによって、保持ウエブ１２は、支持体５の突起１０に形状結合的に挟み付けられるように構成されている。
【００２１】
転動体保持部材１１の２つの保持ウエブ１２は、走行キャリッジ２がまだガイドレール１に組み付けられていない時に、転動体保持機能も有している。これらの保持ウエブ１２は、一体成形された端部部材１３によって互いに結合されている。これらの保持ウエブ１２は、それぞれその内側領域１４が支持体５に当接している。端部部材１３の内側領域１４には、外方に向かって転動体ガイドが成形されており、この転動体ガイドは、図示の実施例では転動体３のガイドを行う。
【００２２】
支持体５内で挿入部材８を組み付けて、転動体保持部材１１を挟み付けた後で、変向体７は端部部材１３に形状結合的に被せ嵌められ、挿入部材８にねじ結合されている。これによって、このリニア転がり軸受内で確実な転動体循環運動が保証される。
【図面の簡単な説明】
【図１】４つの転動体循環路を備えた本発明によるリニア軸受、並びに走行キャリッジの支持体の、図２のＩＩ−ＩＩ線に沿った横断面図である。
【図２】ガイドレールと走行キャリッジとによって形成された、図１に示した軸受の一部破断した平面図である。
【図３】軸受の支持体のための転動体保持部材の平面図である。
【図４】図３のＶＩ−ＶＩに沿った転動体保持部材の横断面図である。
【図５】転動体保持部材の端面図である。
【図６】走行キャリッジのための変向体の内側を示す図である。
【図７】図６のＶＩ−ＶＩ線に沿った変向体の横断面図である。
【図８】図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った変向体の縦断面図である。
【図９】支持体のための挿入部分の端面図である。
【図１０】支持体のための挿入部分の側面図である。
【図１１】支持体に当接している変向部材を備えた軸受けの部分縦断面図である。
【符号の説明】
１　ガイドレール、　２　走行キャリッジ、　３　転動体、　４　レールの走行軌道、　５　支持体、　６　キャリッジの走行軌道、　７　変向体、　８　挿入部材、　９　固定孔、　１０　突起、　１１　転動体保持部材、　１２　保持ウエブ、　１３　端部部材、　１４　内側領域、　１５　切欠

Claims (12)

1. 横断面Ｕ字形のガイドレール（１）を備えたリニア転がり軸受であって、このガイドレール（１）の内側に、レール長手方向に対して平行な走行軌道（４）が配置されており、ガイドレール（１）内で転動体（３）を介して走行軌道（４）に支えられた、長手方向摺動可能な走行キャリッジ（２）が設けられており、転動体（３）が走行キャリッジ（２）の支持体（５）におけるエンドレスな複数の循環路内に配置されていて、各循環路が、支持作用を有する転動体（３）の列と、戻し案内される転動体（３）の列と、これらの列を互いに接続する２つの転動体変向列とを有しており、支持作用を有する転動体（３）の各列が、走行キャリッジ（２）の外方に向けられた走行軌道（６）に配置されていて、戻し案内される転動体（３）の列が支持体（５）の戻し案内通路内に配置されている形式のものにおいて、
   支持体（５）が、走行軌道（４，６）に対して平行な貫通孔を有していて、戻し案内通路が、それぞれ貫通孔内に配置された充填体によって形成されており、該充填体が、各転動体循環路のために、長手方向に連続的に延びる切欠（１５）を備えていて、該切欠（１５）内に、戻し案内される転動体（３）が配置されていることを特徴とする、リニア転がり軸受。
2. 貫通孔が円形の孔として構成されていて、充填体が、支持体（５）の貫通孔内に合致して挿入された、ほぼ円筒形外周面を備えた挿入部材（８）として構成されている、請求項１記載の転がり軸受。
3. 貫通孔が、多角形又は横断面長円形に構成されている、請求項１記載の転がり軸受。
4. 支持体（５）の、シフト方向に向けられた両端面側に、変向する転動体をガイドするための変向体（７）が配置されている、請求項１記載の転がり軸受。
5. 挿入部材（８）が支持体（５）と同じ長さを有していて、この支持体（５）と同一面を成して終わっている、請求項１記載の転がり軸受。
6. 挿入部材（８）が、支持体（５）よりも長い長さを有していて、両端部が支持体（５）から突き出していて、変向体（７）が、挿入部材（８）の突き出した端部を受容するための合致した切欠を有している、請求項４記載の転がり軸受。
7. 挿入部材（８）が支持体（５）よりも短い長さを有していて、両端部が支持体（５）内に引っ込んでおり、変向体（７）が、挿入部材（８）の長さ及び形状に合致した突起部を有している、請求項４記載の転がり軸受。
8. 挿入部材（８）が変向体（７）と熱的に（例えば超音波溶接によって）結合されている、請求項４記載の転がり軸受。
9. 変向体（７）が挿入部材（８）の端面側にねじ結合によって固定されていて、挿入部材（８）の端面側に雌ねじ山又は雄ねじ山が設けられている、請求項４記載の転がり軸受。
10. 変向体（７）が一体的に構成されているか、又は２つの部分から構成されている、請求項４記載の転がり軸受。
11. 充填体が、貫通孔内において支持体（５）に射出成形された構成部分として構成されている、請求項１記載の転がり軸受。
12. 支持体（５）に、転がり軸受（３）及び端部部材（１３）のための保持ウエブ（１２）が充填体と一緒に一体的に射出成形されている、請求項１１記載の転がり軸受。