JP4053299B2

JP4053299B2 - インターロック形リニアローラベアリング

Info

Publication number: JP4053299B2
Application number: JP2002023006A
Authority: JP
Inventors: ジーセンガークリストファー
Original assignee: Torrington Co
Current assignee: Timken US LLC
Priority date: 2001-01-31
Filing date: 2002-01-31
Publication date: 2008-02-27
Anticipated expiration: 2022-01-31
Also published as: JP2002286034A; DE10202899A1; GB2373551B; BR0200247A; GB0201193D0; GB2373551A; US6505969B2; US20020102036A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的には、リニアローラベアリングに関し、より詳しくは、一方のチューブからこれと同軸状の他方のチューブにトルクを伝達できると同時に、同軸状チューブ同士の自由な相対軸線方向の移動をも可能にする同軸の管状構造に使用されるリニアローラベアリングに関する。
【０００２】
【背景技術】
現在の実際のリニアローラベアリングでは、一方のチューブが他方のチューブにトルクを伝達できると同時に他方のチューブに対して軸線方向に自由に移動できるようにするのに、内側の同軸状チューブと外側の同軸状チューブとの間で、平行ローラが細長いベアリングケージ内に横方向に保持されている。しかしながら、種々の大きさの荷重および速度によって高い静的摩擦が発生される用途では、このようなリニアローラベアリングの性能は許容できないものとなる。ベアリングは大きい荷重を支持しかつローラは小さい荷重でスライドするので、ベアリングケージは異なる速度で軸線方向に移動し、このためベアリングケージは同軸状チューブに沿う種々の軸線方向の位置に配置される。ベアリングケージのこの不整合によって、リニアベアリングが有効にトルクを伝達しかつ同軸状チューブ同士が自由に相対軸線方向に移動することが妨げられる。
【０００３】
上記は、現在の装置および方法に存在することが知られている制限を例証するものである。かくして、上記一つ以上の制限を解消できる技術を提供するのが有効であることは明白である。従って、本発明によれば、以下により完全に説明する特徴を有する適当な技術が提供される。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様では、上記課題は、同軸状の外側管状部材に対する内側管状部材の案内された軸線方向の移動を与えるためのリニアローラベアリングにより達成される。本発明のリニアローラベアリングは、同軸の管状部材の軸線に対して軸線方向に延びておりかつ内側の同軸の管状部材、外側の同軸の管状部材にそれぞれ取り付けられる少なくとも２対の細長い内側リニアベアリングレース、外側リニアベアリングレースを有し、これらの両ベアリングレースは、各対の内側リニアベアリングレースが、それぞれの外側リニアベアリングレースの半径方向内方で該ベアリングレースと半径方向に整合するように配置される。
【０００５】
各対の内側リニアベアリングレースと外側リニアベアリングレースとの間には、内側および外側リニアベアリングレースの長さ方向に沿って転がり移動できる複数の平行ローラが配置されている。各対の内側リニアベアリングレースと外側リニアベアリングレースとの間のローラはベアリングケージ内に保持され、該ベアリングケージは、隣接ベアリングケージの相対長さ方向移動を制限する、隣接ベアリングケージとの機械的インターロックを形成すべく横方向に延びている。
【０００６】
本発明の他の態様では、上記課題は、同軸の管状リニアローラベアリング構造、および該同軸の管状リニアローラベアリング構造に使用するベアリングケージを設けることにより達成される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
上記および他の特徴は、添付図面に関連して述べる本発明の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【０００８】
今、図面を参照すると、図１〜図３には、同軸の管状リニアローラベアリング構造１０が示されており、該構造１０は、外側管状部材１４内の同軸状の内側管状部材１２と、外側管状部材１４と内側管状部材１２との間に配置されたリニアローラベアリング１６とを有し、両管状部材の相互の案内された軸線方向の移動を行なわせることができる。
【０００９】
本発明のこの好ましい実施形態では、リニアローラベアリング１６は、少なくとも２対の細長い内側リニアベアリングレース１８および外側リニアベアリングレース２０を有し、これらの両レース１８、２０は、各対の内側リニアベアリングレース１８が、それぞれの外側リニアベアリングレース２０の半径方向内方で該レース２０と半径方向に整合するように配置される。内側管状部材１２の外面上の平溝２２および外側管状部材１４のボア内の平溝２４は、リニアベアリングレース１８、２０を受け入れて、バックアップ部材として機能しかつリニアベアリングレース１８、２０の周方向の移動を防止する。別の構成として、両管状部材１２、１４が例えば焼入鋼のような適当な材料で作られる場合には、レースウェイは両管状部材１２、１４と一体に形成でき、これにより別々のリニアベアリングレース１８、２０を設ける必要がなくなる。
【００１０】
平行ローラ２６はベアリングケージ２８内に保持され、かつ各対の内側リニアベアリングレース１８と外側リニアベアリングレース２０との間に配置されて、これらのリニアベアリングレース１８、２０上で転がり移動する。ベアリングケージ２８は、隣接するベアリングケージ２８の側方部分との機械的インターロックを形成する側方部分３２、３４として、管状部材１２、１４の軸線３０に対して横方向すなわち周方向に延びている。ベアリングケージ２８には、図４に示すように、ローラ２６を保持するための慣用構造をもつローラポケット３４を成形することができる。機械的インターロックは、隣接するベアリングケージ２８に対する１つのベアリングケージ２８の軸線方向の移動を制限する。
【００１１】
図４および図５に示すように、機械的インターロックは、ベアリングケージ２８の側方部分３２の対応凹部４０と係合する、側方部分３４の突出部３８で形成できるが、これらの突出部および凹部は、タブ、フィンガ、山形（シェブロン）、湾曲部および他の種々の形状の突出部で形成できる。インターロックは、同軸の管状リニアローラベアリング構造の寸法公差を考慮に入れるため、隣接するベアリングケージ２８の或る程度の周方向移動および半径方向移動を許容すると同時に、ベアリングケージの相対軸線方向の移動を防止することが好ましい。図示の好ましい実施形態では、図５に示すギャップ４２により証明されるように、突出部３８および凹部４０の全体として矩形の形状がこの特徴をもたらす。
【００１２】
各ベアリングケージ２８は、製造を簡単化するため、上記のように対向側部に補完タブが設けられた同一構造にすることができる。しかしながら、ベアリングケージがその相対軸線方向の移動を防止すべく一体にキー止めされる限り、ベアリングケージを同一構造にする必要がなく、種々の形状にすることができる。同様に、隣接するベアリングケージ間に中間部材を配置して、各ベアリングケージを機械的にインターロックすることもでき、これにより、本発明から逸脱することなく、隣接する２つのベアリングケージの間接的な機械的インターロックを行なうことができる。ベアリングケージ２８は、例えば、アセタール（Acetal：登録商標）、または、デルリン（Delrin：登録商標）等のポリマー、金属または他の材料で作ることができる。リニアローラベアリングの個数は、図示のように４個にするか、或いは、２個、３個、５個、または他の個数にすることができる。
【００１３】
以上から、本発明により、種々の大きさの荷重および速度によって高い静的摩擦が発生するような用途に適応したリニアローラベアリングが提供されることは明らかであろう。本発明のリニアローラベアリングは捩り剛性が高くかつ両方の同軸の管状部材が結合することなく自由に軸線方向に相対移動できるため、このような悪い環境下でも、ベアリングケージは正しい相対位置に維持される。隣接するベアリングケージを連結する継手は半径方向および周方向の可撓性を有し、レースウェイの公差に適合できると同時に、ベアリングケージの所望の相対軸線方向の位置を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】同軸の管状リニアローラベアリング構造の側面図であり、本発明のインターロック形リニアベアリングの好ましい実施形態を示すものである。
【図２】図１の同軸の管状リニアローラベアリング構造を示す分解斜視図である。
【図３】図１の３−３線に沿う断面図であり、同軸の管状リニアローラベアリング構造の一部を示すものである。
【図４】図１の同軸の管状リニアローラベアリング構造のローラを備えたリニアベアリングケージを示す斜視図である。
【図５】図１の同軸の管状リニアローラベアリング構造の２つの隣接リニアベアリングケージの一部の側面図であり、両リニアベアリングケージ間の機械的インターロックを示すものである。
【符号の説明】
１０同軸の管状リニアローラベアリング構造
１２内側管状部材
１４外側管状部材
１６リニアローラベアリング
１８内側リニアベアリングレース
２０外側リニアベアリングレース
２８ベアリングケージ
３２、３４側方部分
３８突出部
４０凹部

Claims

内側管状部材（１２）と同軸である外側管状部材（１４）に対する前記内側管状部材（１２）の案内された軸線方向の移動を与えるためのリニアローラベアリング（１６）において、
前記内側管状部材（１２）および前記外側管状部材（１４）にそって軸線方向に延び、かつ、前記内側管状部材（１２）および前記外側管状部材（１４）にそれぞれ取り付けられる少なくとも２対の細長い内側リニアベアリングレース（１８）、および、外側リニアベアリングレース（２０）を備え、各々の対の前記内側リニアベアリングレース（１８）が、それぞれの前記外側リニアベアリングレース（２０）の半径方向内方で、前記外側リニアベアリングレース（２０）と半径方向に整合するように配置され、
さらに、各々の対の前記内側リニアベアリングレース（１８）と前記外側リニアベアリングレース（２０）との間に配置され、かつ、前記内側リニアベアリングレース（１８）および前記外側リニアベアリングレース（２０）の長さ方向に沿って転がり移動できる複数の平行ローラ（２６）を備え、
さらに、第１の対の内側リニアベアリングレース（１８）と外側リニアベアリングレース（２０）との間に配置されたローラ（２６）を保持する第１のベアリングケージ（２８）を備え、前記第１のベアリングケージ（２８）は、側方に延びたタブ（３８）を有して側方に延びる第１の側方部分（３４）を含んでおり、
さらに、第２の対の内側リニアベアリングレース（１８）と外側リニアベアリングレース（２０）との間に配置されたローラ（２６）を保持する第２のベアリングケージ（２８）を備え、前記第２のベアリングケージ（２８）は、凹部（４０）を有して側方に延びる第２の側方部分（３２）を含んでおり、前記第１のベアリングケージ（２８）と前記第２のベアリングケージ（２８）の相対軸線方向の移動を防止するために、前記第１のベアリングケージ（２８）の側方に延びたタブ（３８）は、前記第２のベアリングケージ（２８）の凹部（４０）に係合し、前記第１のベアリングケージ（２８）の側方に延びたタブ（３８）と、前記第２のベアリングケージ（２８）の凹部（４０）との係合により、前記第２のベアリングケージ（２８）に対する前記第１のベアリングケージ（２８）の側方移動を可能にして、前記内側リニアベアリングレース（１８）および前記外側リニアベアリングレース（２０）の寸法公差に適合できるようにした、
ことを特徴とするリニアローラベアリング。
前記第１のベアリングケージ（２８）は、前記第２のベアリングケージ（２８）と同一構造のものであることを特徴とする請求項１に記載のリニアローラベアリング。
前記第１のベアリングケージ（２８）、および、前記第２のベアリングケージ（２８）は、ポリマーで作られていることを特徴とする請求項１に記載のリニアローラベアリング。
前記内側リニアベアリングレース（１８）の個数は４個であり、前記外側リニアベアリングレース（２０）の個数は４個であることを特徴とする請求項１に記載のリニアローラベアリング。
同軸の管状リニアローラベアリング構造であって、
少なくとも２つの細長い内側リニアベアリングレースウェイ（２２）を有する内側管状部材（１２）と、
前記内側管状部材（１２）と同軸状の外側管状部材（１４）とを備え、前記外側管状部材（１４）は、前記内側リニアベアリングレースウェイ（２２）の各々の半径方向外方に細長い外側リニアベアリングレースウェイ（２４）を有しており、それによって、第１の対の内側リニアベアリングレースウェイ（２２）および外側リニアベアリングレースウェイ（２４）と、第２の対の内側リニアベアリングレースウェイ（２２）および外側リニアベアリングレースウェイ（２４）とを形成し、
さらに、前記内側リニアベアリングレースウェイ（２２）および前記外側リニアベアリングレースウェイ（２４）の各々の対の上で転がり移動できるように、これらの前記内側リニアベアリングレースウェイ（２２）と前記外側リニアベアリングレースウェイ（２４）の各々の対の間に配置された複数の平行ローラ（２６）を備え、
さらに、前記第１の対の内側リニアベアリングレースウェイ（２２）と外側リニアベアリングレースウェイ（２４）との間に配置されたローラ（２６）を保持する第１のベアリングケージ（２８）を備え、前記第１のベアリングケージ（２８）は、側方に延びたタブ（３８）を有して側方に延びる第１の側方部分（３４）を含んでおり、
さらに、前記第２の対の内側リニアベアリングレースウェイ（２２）と外側リニアベアリングレースウェイ（２４）との間に配置されたローラ（２６）を保持する第２のベアリングケージ（２８）を備え、前記第２のベアリングケージ（２８）は、凹部（４０）を有して側方に延びる第２の側方部分（３２）を含んでおり、前記第１のベアリングケージ（２８）と前記第２のベアリングケージ（２８）の相対軸線方向の移動を防止するために、前記第１のベアリングケージ（２８）の側方に延びたタブ（３８）は、前記第２のベアリングケージ（２８）の凹部（４０）に係合し、前記第１のベアリングケージ（２８）の側方に延びたタブ（３８）と、前記第２のベアリングケージ（２８）の凹部（４０）との係合により、前記第２のベアリングケージ（２８）に対する前記第１のベアリングケージ（２８）の側方移動を可能にして、前記内側リニアベアリングレースウェイ（２２）および前記外側リニアベアリングレースウェイ（２４）の寸法公差に適合できるようにした、
ことを特徴とするリニアローラベアリング構造。
前記第１のベアリングケージ（２８）は、前記第２のベアリングケージ（２８）と同一構造のものであることを特徴とする請求項５に記載のリニアローラベアリング構造。
前記第１のベアリングケージ（２８）、および、前記第２のベアリングケージ（２８）は、ポリマーで作られていることを特徴とする請求項５に記載のリニアローラベアリング構造。
前記内側リニアベアリングレースウェイ（２２）の個数は４個であり、前記外側リニアベアリングレースウェイ（２４）の個数は４個であることを特徴とする請求項５に記載のリニアローラベアリング構造。
前記内側リニアベアリングレースウェイ（２２）は内側リニアベアリングレース（１８）に設けられ、前記外側リニアベアリングレースウェイ（２４）は前記外側リニアベアリングレース（２０）に設けられ、前記内側リニアベアリングレース（１８）は前記内側管状部材（１２）に取り付けられ、前記外側リニアベアリングレース（２０）は前記外側管状部材（１４）に取り付けられることを特徴とする請求項５に記載のリニアローラベアリング構造。
同軸の管状リニアローラベアリング構造（１０）に使用するためのベアリングケージ（２８）の組立体であって、
少なくとも２つの細長い内側リニアベアリングレースウェイ（２２）を有する内側管状部材（１２）と、前記内側管状部材（１２）と同軸状の外側管状部材（１４）とを有し、前記外側管状部材（１４）は、前記内側リニアベアリングレースウェイ（２２）の各々の半径方向外方に延びた細長い外側リニアベアリングレースウェイ（２４）を有し、それによって、第１の対の内側リニアベアリングレースウェイ（２２）および外側リニアベアリングレースウェイ（２４）と、第２の対の内側リニアベアリングレースウェイ（２２）および外側リニアベアリングレースウェイ（２４）とを形成し、さらに、前記内側リニアベアリングレースウェイ（２２）および前記外側リニアベアリングレースウェイ（２４）の各々の対の上で転がり移動できるように、これらの前記内側リニアベアリングレースウェイ（２２）と前記外側リニアベアリングレースウェイ（２４）の各々の対の間に配置された複数の平行ローラ（２６）を備えたベアリングケージの組立体において、
前記第１の対の内側リニアベアリングレースウェイ（２２）と外側リニアベアリングレースウェイ（２４）との間に配置されたローラ（２６）を保持する第１のベアリングケージ（２８）を備え、前記第１のベアリングケージ（２８）は、側方に延びたタブ（３８）を有して側方に延びる第１の側方部分（３４）を含んでおり、
さらに、前記第２の対の内側リニアベアリングレースウェイ（２２）と外側リニアベアリングレースウェイ（２４）との間に配置されたローラ（２６）を保持する第２のベアリングケージ（２８）を備え、前記第２のベアリングケージ（２８）は、凹部（４０）を有して側方に延びる第２の側方部分（３２）を含んでおり、前記第１のベアリングケージ（２８）と前記第２のベアリングケージ（２８）の相対軸線方向の移動を防止するために、前記第１のベアリングケージ（２８）の側方に延びたタブ（３８）は、前記第２のベアリングケージ（２８）の凹部（４０）に係合し、前記第１のベアリングケージ（２８）の側方に延びたタブ（３８）と、前記第２のベアリングケージ（２８）の凹部（４０）との係合により、前記第２のベアリングケージ（２８）に対する前記第１のベアリングケージ（２８）の側方移動を可能にして、前記内側リニアベアリングレースウェイ（２２）および前記外側リニアベアリングレースウェイ（２４）の寸法公差に適合できるようにした、
ことを特徴とするベアリングケージの組立体。
前記第１のベアリングケージ（２８）、および、前記第２のベアリングケージ（２８）は、ポリマーで作られていることを特徴とする請求項１０に記載のベアリングケージの組立体。
前記第１のベアリングケージ（２８）は、前記第２のベアリングケージ（２８）と同一構造のものであり、前記ベアリングケージの組立体は、さらに、第３のベアリングケージ（２８）、および、第４のベアリングケージ（２８）を含んでおり、前記第３のベアリングケージ（２８）は、前記第１のベアリングケージ（２８）、および、前記第２のベアリングケージ（２８）と同一構造のものであり、前記第４のベアリングケージ（２８）は、前記第１のベアリングケージ（２８）、および、前記第２のベアリングケージ（２８）と同一構造のものであり、前記ベアリングケージ（２８）のそれぞれの側方に延びた側方部分（３２、３４）は、湾曲部で形成されることを特徴とする請求項１０に記載のベアリングケージの組立体。