JP2005530118A - リニア回転ベアリング - Google Patents

Abstract

本発明は、ロール（７）を用いてガイドレール（２）上に取り付けることができるガイドキャリッジ（１）を含むリニアローラベアリングに関し、このローラベアリングは、ロール（７）のための少なくとも１つの連続したロールチャネル（８）を含む。前記ロールチャネル（８）は、運搬（送り）ロール（７）のためのキャリアチャネル（９）、戻りロール（７）のための戻りチャネル（１０）、及び、キャリアチャネル（９）と戻りチャネル（１０）を相互連結する２つの偏向チャネル（１１）を含む。ガイドキャリッジ（１）は、戻りチャネル（１０）及びキャリアチャネル（９）を含むキャリア本体（３）と、偏向チャネル（１１）を含み且つキャリア本体（３）の両方の前側に配置された端部部品（４）とを含む。戻りチャネル（７）は戻りパイプ（１１）を含み、前記パイプの端部は端部部品（１０）に連結されている。ロールチャネルは、ロールのための軌道、及び、ロールチャネルを横方向に画成するための横方向面を含む。戻りパイプ（１１）には、端部部品（４）に嵌め込まれるタング（３３）が設けられ、対向するタング面（３４）が偏向チャネル（１１）の横方向面（２２）を形成している。分割ジョイント（３７）が、各タング（３３）と端部突出部（４）の間に、戻りパイプ（１１）に対して少なくとも平行に配置されている。

Description

本発明は、例えば工作機械のリニアガイドに用いられるリニア回転ベアリングに関する。より詳細には、本発明は、ガイド方向に直交する方向に作用する力とトルクの両方がリニア回転ベアリングを介して伝達されるリニア回転ベアリングに関する。

例えば、ＤＥ４１３８０２６Ａ１は、ガイドレール上に回転ベアリングローラを介して取り付けることができるガイドキャリッジを含むリニア回転ベアリングを開示している。ガイドキャリッジは、ローラのための少なくとも１つのローラ循環チャネルを含む。ローラチャネルは、荷重支持ローラのための荷重支持チャネル、戻りローラのための戻りチャネル、及び、荷重支持チャネルと戻りチャネルを互いに連結する２つの偏向（方向変換）チャネルを含む。ガイドキャリッジはキャリア本体を含み、キャリア本体内に戻りチャネルと荷重支持チャネルが配置されている。また、キャリア本体の２つの前端に端部部材が配置され、端部部材内に偏向チャネルが配置されている。戻りチャネルは戻り管を含み、戻り管の端部が端部部材に連結されている。ローラチャネルは、ローラのためのレースウェイ（軌道）、及び、ローラチャネルを横方向に画定するための側面を含む。戻り管は、長く延伸する円筒形状を有し、管の各端部に、或る輪郭の端面が形成されている。偏向チャネルの、端部部材に通じる端部又は開口部が、前記輪郭と相補的な輪郭の構造を有し、これにより、戻り管の前記輪郭を有する端面と、湾曲偏向チャネルのそれぞれの相補的輪郭の開口部との間に、嵌合又は噛合い連結が得られる。複数の長手方向部品から形成された戻り管は、平坦な端面を有さず、或る輪郭を有する嵌合構造を含む。戻り管の半分の部分の一方は、その端部に、長手方向に突出する突出部を含み、また、突出部の水平方向側壁と垂直方向端面とにより画定された凹部を含む。戻り管の相補的構造の半分の部分の突出部は、組み合わせたときに三日月状又は扇形の構造を有する。戻り管の凹部は、端部部材の対応する突出部と位置合わせされ、これにより、戻り管と端部部材との互いに対する位置決めが保証される。突出部及び凹部は、戻り管が通し穴内で自由に回転しないための形状に形成されている。

偏向チャネルと戻りチャネルとの接続部に形成された分割ジョイントが、長手方向に延在する戻り管に対して実質的に直交する方向に配置されている。このようなリニア回転ベアリングが大きい寸法の構造である場合、不都合な許容差状況のために分割ジョイントが明らかに拡大されることがある。このような場合、ローラがローラチャネルを通って循環する間に、ローラは、分割ジョイントに形成された戻り管の縁、及び／又は端部部材の縁と接触することがある。騒々しい回転ノイズや損傷も生じることがあり、これがリニア回転ベアリングの故障につながることがある。

本発明の目的は、上記の欠点が排除された上記のタイプのリニア回転ベアリングを提供することにある。

本発明は、上記の目的を、戻り管が、端部部材に嵌り込むタングを含み、タングが、対向するタング面により偏向チャネルの側面を形成し、各タングと端部部材の間の分割ジョイント（接続継目）が、戻り管に対して少なくとも実質的に平行に配置されていることにより達成する。本発明の回転ベアリングにおいて、戻り管及びタングの長さに関する不都合な許容差状況は重要でなく、分割ジョイントの寸法に影響を与えない。特に、非常に長い戻り管を有する大きい寸法の構造物において、より大きい許容差変化が生じることがあり、これは、先行技術のリニア回転ベアリングの場合には、横方向に延在する分割ジョイントの拡大を生じる。これとは対照的に、本発明に従う、戻り管に平行に配置された分割ジョイントは、長手方向における許容差変化とは無関係である。

端部部材は、ローラのための凹状の外側レースウェイを含み得る。タングは、凹状の外側レースウェイが配置された面と交差する。この点に関して注意すべきことは、タングの長さが少なくとも、タングの自由端が、凹状の外側レースウェイが配置された面と交差するように長いことだけである。これは、タングの自由端がいかなる場合にも決してローラチャネル内に配置されないことを保証する。従って、長手方向における許容差変化は、偏向チャネル及び分割ジョイントの形状に影響を与えない。さらに、分割面が戻り管に平行に延在することが、戻り管の端部部材内への確実な差込を可能にする。端部部材は、好ましくは、タングのための受容部を含み、前記受容部は、戻り管が端部部材に差し込まれるときに完全に位置合わせされるように配置されている。この完全な位置合わせは、戻り管の、戻りチャネルに対する正しい角度位置を保証するために要求される。そうでなければ、ローラは、偏向チャネルから出て戻りチャネルに入るときに傾くことがあるからである。

本発明のさらなる特徴に従えば、端部部材は側方部分を含み、これらの部分の対向する端部部材面が、対向するタング面と共に偏向チャネルの側面を形成し、偏向チャネルの凹状の外側レースウェイが側方部分の間に配置される。この連結において、タングの対向するタング面を、対向する端部部材面と共通の面に保持するための位置決め装置を設けることが特に有利である。このようにして、偏向チャネル内に滑らかな側面が形成されるため、ローラの傾きが排除される。本発明のこの提示に従えば、分割ジョイントはタングと側方部分とにより画成され、この場合も、分割ジョイントは戻り管に対して平行に配置される。

端部部材は、キャリア本体上に保持されたヘッドピース、及び、ヘッドピース内に配置された偏向シェルを含むことができ、前記偏向シェルは、ローラのための前記凹状の外側レースウェイを含む。

好ましくは、偏向シェルも側方部分を含むことができ、前記側方部分は、タングのための受容部を形成する開口を含む。タングが側方部分の受容部に挿入されたとき、これらの側方部分と戻り管は互いに対して完全に位置合わせされるため、偏向チャネルと戻りチャネルは互いに完全に対応し、ローラの完全な循環が保証される。

ここで、本発明を、全部で１６個の図に例示された実施形態の一例を参照しつつ、より詳細に記載する。

図１は、ガイドキャリッジ１を含む本発明のリニアガイドの断面を示しており、ガイドキャリッジ１はガイドレール２上に回転ベアリングを介して取り付けられている。ガイドキャリッジ１は、キャリア本体３、及び、キャリア本体３の２つの前端に固定された端部部材４（図４参照）を含む。キャリア本体３は、２つのガイド脚部５、及び、これらのガイド脚部５を一体的に連結する連結バー６を含み、これによりＵ字状のキャリア本体３を形成している。ガイドキャリッジ１はガイドレール２上にローラ７を介してスライド可能に取り付けられている。ローラ７はローラチャネル８内に配置されている。各ローラチャネル８は、荷重支持ローラ７のための荷重支持チャネル９、戻りローラ７のための戻りチャネル１０、及び、荷重支持チャネル９と戻りチャネル１０を互いに連結する２つの偏向チャネル１１を含む。ローラチャネル８は、ローラ７のためのレースウェイ（軌道）１２，１３，１４，１５，１６，１７を含む。レースウェイ１２はガイドレール２上に形成されている。これらのレースウェイ１２の２つが、ガイドレール２の長い側部の各々に、互いに対して約９０度の角度で配置されている。これに対応するレースウェイ１３が、キャリア本体３の２つのガイド脚部５上に構成されている。このようなローラ７の配置により、ガイドキャリッジ１は、ガイドレール２の長手方向に対して直交する方向に作用する力とトルクの両方を伝達することができる。ローラ７のための凹状の外側レースウェイ１５及び凸状の内側レースウェイ１４が偏向チャネル１１内に形成されている。ローラ７のためのレースウェイ１６及び１７が、戻りチャネル１０の対向する側部に形成されている。ローラチャネル８は、さらに、ローラチャネル８を横方向に画定するための側面１８，１９，２０，２１，２２，２３，５４を含む。側面１８は、戻りチャネル１０の対向する側部に形成されている。側面２２，２３，５４は偏向チャネル１１内に形成され、側面１９，２０，２１は荷重支持チャネル９内に形成されている。

保持バー２４，２５，２６が、荷重支持チャネル９内にてローラ７の２つの前端に配置され、これらのバーは、上側保持バー２４、中間保持バー２５、及び下側保持バー２６のように区別される。側面１９は上側保持バー２４上に形成され、側面２０は、上側保持バー２４に面した側で中間保持バー２５上に形成されている。側面２１は下側保持バー２６上に形成され、さらなる側面が、下側保持バー２６に面した側で中間保持バー２５上に形成されている。保持バー２４，２５，２６は、ローラ７を、ローラ７がキャリッジ１上で紛失しないよう確保しておくように取り囲んでいる。これは、ガイドキャリッジ１をガイドレール２から取り外すときに特に有利である。

本発明は、さらに、実質的に滑らかな外側円筒面を有する戻り管２７を備え、この戻り管２７内に、戻りチャネル１０を形成するための輪郭が形成されている。キャリア本体３は、全部で４つの通し穴２８を含み、それの各々に１つの戻り管２７が挿入されている。

端部部材４（図４）は、キャリア本体３に固定されたヘッドピース２９を含む。ヘッドピース２９内に偏向シェル３０が配置されており、シェル３０の側方部分３１が端部部材面３２を、対向する側に含み、前記端部部材面３２は、偏向チャネル１１の前記側面２２を構成している。偏向シェル３０の２つの側方部分３１の間には、シェル３０上に外側凹状レースウェイ１５が形成されている。

図２及び３は、２つの同一の長手方向部品２８を含む戻り管２７を示す。２つのタング３３が戻り管２７の各端部に一体的に形成されている。対向するタング面３４が偏向チャネル１１の前記側面２３を形成している。これは図４に明確に見ることができる。これらのタング３３は端部部材４に嵌め込まれる。図５は、戻り管２７及びヘッドピース２９を示し、戻り管２７が、ヘッドピース２９に対して、タング３３がヘッドピース２９に挿入されることができるように方向を合わせられている。

図７は、タング３３が挿入された状態のヘッドピース２９及び戻り管２７を示す。

図８により、偏向シェル３０が、戻り管２７のタング３３のための受容部３６を形成する開口部３５を含む様子が見られる。

図６は、端部部材４に嵌め込まれた戻り管２７の概略図である。この図に、凹状の外側レースウェイ１５を有する偏向チャネル３０が概略的に示されており、戻り管２７のタング３３の１つが点線で示されている。タング３３は、凹状の外側レースウェイ１５が配置されている面と交差している。これは、タング３３の自由端がこのレースウェイ１５を超えて配置されることを意味する。図６は、さらに、分割ジョイント（接続継目）３７が、各タング３３と端部部材４の間に、戻り管２７に平行に配置されている様子を示す。この実施形態において、分割ジョイント３７は、タング３３と、偏向シェル３０の側部３１とにより画成される。

戻り管２７と端部部材４の上記の連結は、大きい寸法の部品に特に好適である。既知のリニア回転ベアリングにおいては、戻り管と端部部材の間の分割ジョイントが、戻り管の長手方向軸と直交するように配置されているため、分割ジョイントはタングの自由端により画成される。このような先行技術の構造においては、不都合な許容差状況が原因で、管の長さが要求される長さよりも幾分短くなると、分割ジョイントの継目は、回転ベアリングの循環中の望ましくない走行ノイズ及び他の騒音を発生するほどに幅広になることがある。本発明のリニア回転ベアリングにおいては、このような許容差変化は分割ジョイントに影響を与えない。なぜなら、ジョイントは戻り管２７の長手方向に延在するからである。いかなる場合にも、タング３３の自由端が偏向チャネル１１を超えて配置されることが保証される。

対向するタング面３４が、端部部材４の対向する端部部材面３２と共通の面に配置されることを保証するために、位置決め装置３８が設けられ、前記対向するタング面３４と前記対向する端部部材面３２とが、偏向チャネル１１の側面２２及び２３を形成する。

図９は、位置決め装置３８の実施可能な実施形態を示す。この配置において、位置決め装置は、タング３３の対向するタング側面に配置された支持部３９、対向するタング側面に配置された位置決め部４０、タング３３の位置決め部４０が押し当てられる端部部材４の止め部４１、及び、端部部材４のベアリング（支持）部４２を含み、タング３３の前記支持部３９が端部部材４の前記ベアリング部４２に支持されている。

本発明の場合、支持部３９は端部部材４のベアリング部４２上に、端部部材４上に一体的に形成された押し潰し可能なリブ４３を介して間接的に支持される。押し潰し可能なリブ４３は楔形であり、従って、タング３３は、押し込まれているときに、端部部材４の位置決め部４１と押し込み可能なリブ４３の間で徐々に楔止めされる。

タング３３の位置決め部４０からタング面３４の距離と、端部部材４の止め部４１から端部部材４の端部部材面３２の距離とは一致しており、従って、端部部材面３２とタング面３４は共通の面に延在する。これは、偏向チャネル１１の側面２２と側面２３が共通の面にあることを保証する。ローラ７は、引っ掛かることも傾斜することもなく、偏向チャネル１１内を滑らかに循環する。側面２２及び２３を形成するときに必要なことは、上記の距離を正確に順守することだけである。端部部材４又は戻り管２７の他の地点における許容差変化は、タング面３４と端部部材面３２との互いに対する位置に影響しない。

図１１〜１３は、特別に形成された中間保持バー２５を示す。このバーは、２つの同一の長手方向の部品４４から形成されている。この２部品（ツーピース）構造は、大きい構造物用に保持バーを設けなくてはならないときに特に有利である。このような場合、保持バーの長さは２００ｍｍ以上、保持バーの断面の長さは７ｍｍ以上であることがある。このような保持バーは、好ましくは、プラスチックから射出成形によりつくられる。１ピースの保持バーの場合、射出成形における冷却プロセス中、プラスチックの塊りが不都合に不規則に凝固し、保持バーを不都合に変形させることがある。本発明により提供される保持バーは、２ピース、或いは３ピース、４ピースの構造であっても、望ましくない変形が生じないようにツールの金型の断面を選択できるため、これらの欠点を排除する。好ましい方法において、これらの２つの長手方向の部品４４は、それらの全長に沿って中空の空間４５を取り囲むため、部品４４の長さに沿った壁の厚さは実質的に一定であり、いかなる場合においても不都合な変形を生じない完全な冷却が保証されるように寸法決定される。中空の空間は、長手方向部品４４の対向する分割側面４７に配置された凹部４６により形成されている。図１２に最良に見られるように、長手方向部品４４はウェブ４８を含み、プラグ連結４９を形成するために、２つの長手方向部品４４のウェブ４８が嵌り合って保持バー２５を形成している。

２つの長手方向部品４４が、対向する分割側面４７に突出部及び凹部を含むならば、１つの突出部と１つの凹部が長手方向部品の各々に、保持バー２５の横方向中央線に対して対称に配置される。この対称的配置により、２つの長手方向部品４４は同一に構成されることができ、全く問題なく嵌め合わされる。

各長手方向部品４４は、その両端の各々に部分ペグ５０を含む。２つの長手方向部品４４を連結させるとき、部分ペグ５０は、各端部にペグ５１を形成する。ペグ５１は、端部部材４の対応するペグ受入れ部に挿入される。ペグのこの構造、及び、ペグの受入れ部への挿入が、保持バーの２つの長手方向部品の完全な連結をもたらす。

図１４は、中間保持バー２５の斜視図である。保持バー２５は、その端部にタング５２を含み、各タング５２のタング面５３が、それぞれの偏向チャネル１１の側面５４を形成している。戻り管２７のタング３３と同様に、タング５２は、端部部材４の凹状の外側レースウェイ１５が配置されている面と交差する。これは、タング５２の自由端がこのレースウェイ１５を超えて配置されることを意味する。この場合も、タング５２と端部部材４の間の分割ジョイント５５が、保持バー２５に対して平行に配置される。この実施形態において、分割ジョイント５５は、タング５２と、偏向シェル３０の側部３１により画成される。この場合も、保持バー２５の長さの許容差の変化が分割ジョイント５５の幅に影響しないという本発明の利点が得られる。従って、ローラ７の前端が偏向チャネル１１を滑らかに通過することができる。

タング面５３が端部部材面３２と共通の面に配置され、前記タング面５３及び前記端部部材面３２が偏向チャネル１１の側面５４及び２２を形成することを保証するために、本発明は、さらなる位置決め装置５６を有する。

図１５は、保持バー２５のタング５２が、端部部材４内に、位置決め装置５６を用いて配置された様子を概略的に示す。この位置決め装置５６は、タング面５３の反対側のタング５２の側面に配置された支持部５７と、タング面５３を含むタング５２の側面に配置された位置決め部５８と、端部部材４の止め部５９であって、タング５２の前記位置決め部５８が押し当てられる止め部５９と、端部部材４のベアリング（支持）部６０とを含み、タング５２の前記支持部５７が端部部材４のベアリング部６０に支持されている。この例において、支持部５７は端部部材４のベアリング部６０上に、押し潰し可能なリブ６１を介して間接的に支持されており、リブ６１は、この例において、端部部材４上に一体的に形成されている。押し潰し可能なリブ６１は楔形であり、従って、タング５２は、押し込まれるときに、端部部材４の位置決め部５８と押し潰し可能なリブ６１の間で徐々に楔止めされる。

タング５２の位置決め部５８からタング面５３までの距離と、端部部材４の止め部５９から端部部材４の端部部材面３２までの距離とは一致しており、従って、端部部材面３２とタング面５３は共通の面に延在する。これは、偏向チャネル１１の側面２２，２３，５４が共通の面に延在することを保証する。ローラ７は、引っ掛かることも傾斜することもなく、偏向チャネル１１内を滑らかに循環する。側面２２，２３，５４を形成するときに必要なことは、上記の距離を正確に順守することだけである。端部部材４又は保持バー２５の他の地点における許容差変化は、タング面５３と端部部材面３２との互いに対する位置に影響しない。

図１は、本発明のリニア回転ベアリングの断面図である。 図２は、本発明のリニア回転ベアリングの戻り管を詳細に示す斜視図である。 図３は、図２の戻り管の半分の部分を示す。 図４は、図１のリニア回転ベアリングの長手方向断面の一部を示す。 図５は、図１のリニア回転ベアリングの戻り管の一部及び端部部材の一部を示す斜視図である。 図６は、端部部材に連結された戻り管の簡略図である。 図７は、端部部材及び戻り管の部分斜視図である。 図８は、端部部材のさらなる斜視図である。 図９は、端部部材内に配置された戻り管のタングの簡略図である。 図１０は、図９の線Ｘ−Ｘに沿った断面を示す。 図１１は、中間保持バーを独立した部品として示した斜視図である。 図１２は、中間保持バー半分の部分の斜視図で示す。 図１３は、中間保持バーを図１１の線ＸＩＩＩ−ＸＩＩＩに沿って切断した断面の簡略図である。 図１４は、変更された中間保持バーの斜視図である。 図１５は、端部部材内に配置された図１４の中間保持バーのタングの簡略図である。 図１６は、端部部材内に配置された中間保持バーの長手方向断面の概略図である。

符号の説明

１ ガイドキャリッジ
２ ガイドレール
３ キャリア本体
４ 端部部材
５ ガイド脚部
６ 連結バー
７ ローラ
８ ローラチャネル
９ 荷重支持チャネル
１０ 戻りチャネル
１１ 偏向チャネル
１２ レースウェイ
１３ レースウェイ
１４ レースウェイ
１５ レースウェイ
１６ レースウェイ
１７ レースウェイ
１８ 側面
１９ 側面
２０ 側面
２１ 側面
２２ 側面
２３ 側面
２４ 保持バー
２５ 保持バー
２６ 保持バー
２７ 戻り管
２８ 通し穴
２９ ヘッドピース
３０ 偏向シェル
３１ 側部
３２ 端部部材面
３３ タング
３４ タング面
３５ 開口部
３６ 受容部
３７ 分割ジョイント
３８ 位置決め装置
３９ 支持部
４０ 位置決め部
４１ 止め部
４２ ベアリング部
４３ 押し潰し可能なリブ
４４ 長手方向部品
４５ 中空の空間
４６ 凹部
４７ 分割側面
４８ ウェブ
４９ プラグ連結
５０ 部分ペグ
５１ ペグ
５２ タング
５３ タング面
５４ 側面
５５ 分割ジョイント
５６ 位置決め装置
５７ 支持部
５８ 位置決め部
５９ 止め部
６０ ベアリング部
６１ 押し潰し可能なリブ

Claims (8)

1. リニア回転ベアリングであって、回転ベアリングローラ（７）を介してガイドレール（２）上に取り付けることができるガイドキャリッジ（１）を含み、前記ガイドキャリッジ（１）が、ローラ（７）のための少なくとも１つのローラ循環チャネル（８）を含み、前記ローラチャネル（８）が、荷重支持ローラ（７）のための荷重支持チャネル（９）、戻りローラ（７）のための戻りチャネル（１０）、及び、荷重支持チャネル（９）と戻りチャネル（１０）を互いに連結する２つの偏向チャネル（１１）を含み、前記ガイドキャリッジ（１）が、さらにキャリア本体（３）を含み、キャリア本体（３）内に前記戻りチャネル（１０）及び前記荷重支持チャネル（９）が配置され、キャリア本体（３）の２つの前端に、前記偏向チャネル（１１）が内部に配置された端部部材（４）が配置されており、前記戻りチャネル（７）が戻り管（１１）を含み、戻り管の端部が前記端部部材（１０）に連結されており、前記ローラチャネルが、ローラのためのレースウェイ、及び、ローラチャネルを横方向に画定するための側面を含むリニア回転ベアリングにおいて、戻り管（１１）が、端部部材（４）に嵌め込まれるタング（３３）を含み、タングが、対向するタング面（３４）により、偏向チャネル（１１）のための側面（２２）を形成し、各タング（３３）と端部部材（４）の間に分割ジョイント（３７）が、戻り管（１１）に対して少なくとも実質的に平行に配置されている、リニア回転ベアリング。
2. 端部部材（４）が、ローラ（７）のための凹状の外側レースウェイ（１５）を含み、タング（３３）が、凹状の外側レースウェイ（１５）が配置された面と交差する、請求項１に記載のリニア回転ベアリング。
3. 端部部材（４）がタング（３３）のための受容部（３６）を含む、請求項１に記載のリニア回転ベアリング。
4. 端部部材（４）が側方部分（３１）を含み、側方部分の対向する端部部材面（３２）が、対向するタング面（３４）と共に偏向チャネル（１１）の側面（２２）を形成し、偏向チャネル（１１）の凹状の外側レースウェイ（１５）が側方部分（３１）の間に配置されている、請求項１に記載のリニア回転ベアリング。
5. 分割ジョイント（３７）がタング（３３）と側方部分（３１）とにより画成されている、請求項４に記載のリニア回転ベアリング。
6. 端部部材（４）が、キャリア本体（８）上に保持されているヘッドピース（２９）を含み、偏向シェル（３０）がヘッドピース（２９）内に配置されており、前記偏向シェル（３０）が前記凹状の外側レースウェイ（１５）を含む、請求項４に記載のリニア回転ベアリング。
7. 偏向シェル（３０）が側方部分（３１）を含み、側方部分（３１）がタング（３３）のための受容部（３６）を形成する開口部（３５）を含む、請求項６に記載のリニア回転ベアリング。
8. 位置決め装置（３８）が、タング（３３）の対向するタング面（３４）と、対向する端部部材面（３２）とを共通の面に保持する、請求項４に記載のリニア回転ベアリング。

Images